电机测速
无刷直流电机测速原理

无刷直流电机测速原理无刷直流电机是一种常见的电机类型,其具有高效率、高功率密度、低噪音等优点,因此被广泛应用于各种领域。
测速是无刷直流电机控制中非常重要的一部分,其原理如下:1. 电机测速原理无刷直流电机的转速可以通过检测电机内部的反电动势(back EMF)来实现。
当电机运转时,由于磁场变化引起线圈内部产生反向电势,这个反向电势随着转速的增加而增加。
因此,通过检测反向电势大小可以确定电机的转速。
2. 反向电势检测原理为了实现反向电势检测,需要在驱动无刷直流电机时采用PWM调制方式。
PWM调制方式是指通过改变占空比来控制输出信号的有效值。
在PWM调制方式下,输出信号会周期性地从高状态(+V)到低状态(-V),然后再回到高状态。
当输出信号处于高状态时,线圈中会产生磁通,并且随着时间的推移这个磁通会逐渐增加。
当输出信号从高状态变为低状态时,线圈内部产生的磁通会逐渐减少,同时也会产生反向电势。
反向电势的大小与线圈中的磁通变化率成正比。
3. 反向电势检测电路原理为了实现反向电势检测,需要在无刷直流电机驱动电路中添加一个反向电势检测电路。
该电路包括一个比较器和一个滤波器。
比较器用于将反向电势信号与参考信号进行比较。
参考信号可以是一个固定的阈值,也可以是由微控制器生成的一个可变参考信号。
滤波器用于去除噪声和干扰,以保证检测到的反向电势信号稳定可靠。
常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器等。
4. 反向电势测速方法通过上述原理和方法,可以实现无刷直流电机的反向电势测速。
具体步骤如下:(1)将PWM调制方式应用到无刷直流电机驱动中;(2)通过比较器将反向电势信号与参考信号进行比较;(3)通过滤波器去除噪声和干扰;(4)根据反向电势信号的大小计算出电机转速。
总之,无刷直流电机测速原理是基于反向电势检测的,通过比较器和滤波器等电路将反向电势信号转换为可靠的转速信号。
这种方法简单、可靠,广泛应用于各种无刷直流电机控制系统中。
电机测速方案

电机测速方案1. 引言电机是现代工业中常用的设备之一,其运行状态的监测和测量是非常重要的。
而电机的测速方案,就是用来测量电机转速的一种解决方案。
2. 电机测速原理电机测速的原理可以根据测速方法的不同而有所区别。
这里介绍两种常见的电机测速原理。
2.1. 电机反电势测速原理电机反电势测速是一种基于电磁感应原理的测速方法。
当电机旋转时,其产生的磁场会引起定子绕组中的感应电动势,这个电动势与电机的转速成正比关系。
通过测量电机绕组上的感应电动势,就可以间接地得到电机的转速。
2.2. 光电编码器测速原理光电编码器是一种将机械运动转化为光电信号的装置。
在电机上安装一个光电编码器,通过检测其输出的脉冲信号的频率,就可以得到电机的转速。
3. 电机测速方案根据上述的电机测速原理,可以设计出多种电机测速方案。
下面介绍两种常见的电机测速方案。
3.1. 电机反电势测速方案电机反电势测速方案基于电磁感应原理,其主要步骤如下:1.将电机绕组中的一个相线与一个外部负载电阻相连。
2.通过测量该外部负载电阻上的电压,得到感应电动势的大小。
3.根据感应电动势与转速成正比的关系,计算出电机的转速。
3.2. 光电编码器测速方案光电编码器测速方案是通过光电编码器检测脉冲信号的频率来测量电机转速。
其主要步骤如下:1.在电机轴上安装一个光电编码器,并通过连接线将其与测速仪器相连。
2.测速仪器接收到光电编码器输出的脉冲信号。
3.通过测量脉冲信号的频率,计算出电机的转速。
4. 电机测速应用电机测速方案广泛应用于工业控制领域和工程实践中。
以下是几个电机测速应用的例子:4.1. 机械设备故障诊断电机转速是机械设备故障诊断的重要参数之一。
通过测量电机转速的变化,可以判断设备是否存在故障,并及时进行维修。
4.2. 控制系统反馈在一些需要精确控制的系统中,电机转速是一个重要的反馈信号。
通过测量电机转速,可以对系统进行闭环控制,保证系统的稳定性和精度。
4.3. 电机控制策略优化通过测量电机转速,并结合其他参数,可以对电机控制策略进行优化。
测速电机的工作原理及用途

测速电机的工作原理及用途测速电机是一种用于测量物体速度的设备,它的工作原理和用途是什么呢?下面我们来详细了解一下。
测速电机是一种将电能转化为机械能的电动机,它通过电磁感应的原理来测量物体的速度。
测速电机通常由电磁铁、转子、传感器等组成。
当电磁铁通电时,会产生磁场,而物体的速度会影响磁场的变化。
传感器可以感知这种变化,并将其转化为电信号,从而实现对物体速度的测量。
测速电机主要通过测量物体在单位时间内通过的位移来计算速度。
具体来说,传感器会感知到转子的位置变化,然后将这些信息转化为电信号。
根据信号的变化,测速电机可以精确测量出物体的速度。
在实际应用中,测速电机通常与控制系统相结合,用于控制物体的运动速度。
测速电机有着广泛的应用领域。
首先,它可以用于工业生产中的生产线上,用于测量物体的运动速度,从而实现对生产过程的控制和优化。
其次,测速电机还可以应用于交通运输领域,用于测量车辆的速度,从而帮助交通管理部门进行交通流量统计和交通管制。
此外,测速电机还可以应用于医疗设备、航空航天等领域,用于测量和控制物体的运动速度。
测速电机的工作原理和用途使得它在现代社会中发挥着重要的作用。
它不仅能够准确测量物体的速度,还可以通过与控制系统的结合实现对物体速度的调节和控制。
这对于提高生产效率、保障交通安全以及优化各种运动系统的运行都有着重要意义。
测速电机是一种通过电磁感应的原理来测量物体速度的设备。
它的工作原理是将电能转化为机械能,并利用传感器感知物体速度的变化,从而实现对物体速度的测量。
测速电机在工业生产、交通运输、医疗设备等领域都有着广泛的应用,它的出现和应用为现代社会的发展和进步做出了重要贡献。
bldc电机霍尔测速公式

bldc电机霍尔测速公式
BLDC电机霍尔测速公式
近年来,随着科技的不断进步,无刷直流电机(BLDC)在许多领域得到了广泛应用。
而在BLDC电机的控制过程中,霍尔测速公式扮演着至关重要的角色。
BLDC电机是一种无刷直流电机,它通过定子上的霍尔传感器来感知转子的位置,从而实现电机的控制。
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器,它能够感知磁场的变化。
在BLDC电机中,通常会有三个霍尔传感器,分别对应于电机的三个相位。
根据霍尔测速公式,我们可以通过检测霍尔传感器输出的信号来确定电机的转速。
具体来说,当转子旋转时,磁场的变化会引起霍尔传感器输出信号的变化。
通过测量这些信号的时间间隔,我们可以计算出电机的转速。
需要注意的是,霍尔测速公式只能提供电机的转速信息,并不能提供电机的位置信息。
因此,在实际应用中,通常会结合其他传感器或算法来实现电机的闭环控制。
使用霍尔测速公式进行BLDC电机的控制具有许多优点。
首先,霍尔传感器具有高精度和快速响应的特点,能够准确地感知电机的转速变化。
其次,霍尔测速公式的计算过程简单,可靠性高,适用于实时控制。
此外,由于霍尔传感器的体积小,成本低,因此在实际
应用中广泛采用。
BLDC电机霍尔测速公式是实现电机控制的重要工具。
通过测量霍尔传感器输出信号的变化,我们可以准确地获取电机的转速信息,从而实现对电机的精确控制。
在今后的发展中,随着科技的不断进步,相信BLDC电机的控制技术会得到进一步的提升,为各行各业带来更多创新和便利。
什么是测速电机?应用领域有哪些?

什么是测速电机?应用领域有哪些?什么是速度测量电机?速度测量电机是一种特殊的电机,主要用于测量和控制电机的转速。
它通常由电机和驱动仪表组成,驱动仪表通常由霍尔元件、磁传感器元件或光电传感器组成。
转速表电机用于引起发动机位置、转速和转速的变化。
通过测量电机转速,控制系统能够准确地检测电机的运动状态,从而实现精确的控制和控制。
速度测量表电机是一种将电能转换为机械能的旋转电机。
他利用电磁感应定律和洛伦兹的工作能力。
速度测量电动机的应用领域有哪些?速度测量电机广泛应用于工业自动化控制的各个领域,如驱动机器人、机械制造、流体管理、液压运输、纺织化学、医疗设备、风力发电和切割设备,尤其是需要精确速度和位置控制的系统。
它具有效率、准确性和可靠性,为工业生产提供了极大的舒适性和优势。
此外,速度测量电机还具有噪音低、易于维护、使用寿命长的优点,深受行业和用户的赞赏。
速度测量电机的主要部件是发动机和转速表。
通常,直流和交流电机通过直接控制旋转角度和速度来进行机械运动。
速度测量电机可以是机械的、电磁的或光电的,它可以通过检测转子速度来恢复和控制电机的输出功率。
原则上,当电流流过雪地线圈时,线圈内部的磁场会产生扭矩,驱动转子旋转。
在转子旋转过程中,会产生感应电机力,从而使感应电流流过雪地摩托。
磁场与雪地摩托车内部的磁场相互作用,因此洛伦兹力继续使转子旋转。
重复此过程,直到速度和功率达到稳定状态。
由于测速电机的工作原理与其他发动机相似,因此速度测量电机在实践中的发展主要集中在RPM发动机和计数器上。
控制系统可以基于各种控制芯片,如微控制器、自动机和计算机。
PID控制算法能够精确控制调速电机的输出功率、速度和扭矩。
该速度测量电机可用于激光测速、霍尔效应和电压测量,以获得更准确的测速结果。
简而言之,速度测量电机是一种重要的旋转电机,广泛应用于工业自动化和能源领域。
通过设计精确的控制系统和速度计,速度测量电机可以实现高效的旋转控制和稳定的运动,从而促进更智能、更高效的工业生产和能源使用。
测速电机工作原理

测速电机工作原理测速电机是一种能够测量物体速度的装置,它通常由电机和传感器组成。
在工业领域,测速电机被广泛应用于各种机械设备中,用于测量转速、线速度等参数。
那么,测速电机是如何工作的呢?下面我们将详细介绍测速电机的工作原理。
首先,测速电机的核心部件是传感器。
传感器可以通过不同的方式来检测物体的速度,比如光电传感器、霍尔传感器等。
当物体运动时,传感器会感知到运动物体的变化,并将这些变化转化为电信号。
其次,传感器感知到的电信号会被送入电机控制系统。
电机控制系统会根据传感器反馈的信号来控制电机的转速,从而实现对物体速度的测量和控制。
这种闭环控制系统可以确保测速电机对物体速度的测量精度和稳定性。
另外,测速电机的工作原理还涉及到电机本身的特性。
电机在工作时会产生磁场,这个磁场会与传感器产生相互作用,从而产生感应电流。
通过测量感应电流的大小,可以间接地推导出物体的速度。
除此之外,测速电机还可以通过编码器来实现对物体速度的测量。
编码器是一种能够将物体运动转化为脉冲信号的装置,通过测量脉冲信号的频率和数量,可以准确地计算出物体的速度。
总的来说,测速电机的工作原理是通过传感器感知物体的运动,将感知到的信号送入电机控制系统,通过控制电机的转速来实现对物体速度的测量和控制。
测速电机在工业自动化领域有着广泛的应用,它可以帮助工程师们实现对机械设备运行状态的监测和控制,提高生产效率和质量。
总结一下,测速电机的工作原理涉及到传感器的感知、电机控制系统的反馈和控制、电机本身的特性以及编码器的应用。
通过这些原理的相互作用,测速电机可以准确地测量物体的速度,为工业生产提供可靠的技术支持。
电机速度评测实验报告
电机速度评测实验报告引言在机械传动系统中,电机的速度是一个重要的参数,它直接影响到整个系统的运行效果及稳定性。
为了评估电机的速度性能,我们进行了速度评测实验。
本实验旨在通过测量电机转速与输入电压之间的关系,分析电机的速度特性。
实验装置和方法实验装置本实验所需的装置如下:1. 直流电机2. 变压器3. 电动机测速仪4. 遥控器5. 示波器6. 计算机实验方法1. 将电机用螺栓固定在实验台上,使其轴线与台面平行。
2. 使用变压器将交流电压转换为直流电压,并通过遥控器调节电压大小。
3. 将电动机测速仪连接到电机上,以获得电机的转速。
4. 将示波器连接到电机的转子上,以测量电机的转速波形。
5. 将计算机连接到电机测速仪和示波器,以记录和分析数据。
实验流程1. 将实验装置连接好,并将电动机测速仪和示波器打开。
2. 将电机轴上的示波器传感器放置到电机转子上,确保传感器与转子的接触良好。
3. 打开计算机软件,开始记录数据。
4. 使用遥控器逐步调节电压大小,从0V增加到最大值,分别记录每个电压下的电机转速。
5. 将记录的数据导出到计算机,进行数据分析。
实验结果我们将记录的数据进行了分析,并绘制了电机转速与输入电压之间的曲线图。
以下是我们的实验结果:从曲线图可以看出,电机的转速随着输入电压的增加而线性增加。
这符合我们对电机速度特性的预期。
同时,我们还计算了电机的转速斜率,即每增加1V电压对应的转速变化。
通过斜率的分析,我们可以了解电机的发力能力以及转速增长的快慢。
结论本实验我们通过测量电机转速与输入电压之间的关系,评估了电机的速度性能。
实验结果表明,电机的转速与输入电压呈线性关系,整体速度特性良好。
通过斜率分析,我们可以进一步了解电机的发力能力和转速增长的快慢。
该实验为电机的速度评测提供了一种有效的方法和实验数据支持。
在实际应用中,可以根据实验结果来调节电机的输入电压,以满足不同转速要求的应用场景。
光耦电机测速原理
光耦电机测速原理1. 引言电机是现代工业中不可或缺的重要设备之一,在许多领域广泛应用。
而电机的运行状态监测对于确保设备的正常工作以及提高生产效率至关重要。
其中,电机测速是电机监测的重要指标之一,而光耦电机测速原理是一种常见且常用的测速方式。
本文将深入探讨光耦电机测速原理。
2. 光耦电机测速原理概述光耦电机测速原理是利用光电传感器和发光二极管(LED)的工作原理来测量电机的转速。
光耦件通常包括一个光电二极管和一个光敏三极管。
当光照射到光敏三极管上时,光电二极管产生电流,并通过电路进行信号放大和处理,最终得到电机的转速信息。
3. 光耦电机测速原理详解3.1 光电二极管的工作原理光电二极管是一种可以将光能转化为电能的器件。
它由一个P型半导体和一个N型半导体组成,当外界光照射到光电二极管上时,光子能量被电子吸收,电子获得足够的能量跃迁到与其价带相同的导带中,从而形成电流。
3.2 光敏三极管的工作原理光敏三极管是一种利用光辐射的能量来改变电流放大倍数的器件。
它主要由PNP或NPN三极管构成。
当光照射到光敏三极管的基极区时,光子能量被电子吸收,使得三极管的电流放大倍数发生变化。
3.3 光耦电机测速原理的实现在光耦电机测速原理中,发光二极管发出光照射到反射式编码器上,反射式编码器上的透光孔会根据电机的转速而改变通光比例。
光照射到透光孔上的光线被反射,然后通过光敏三极管接收。
光耦电路会将接收到的光敏三极管输出信号转换为电流,并放大和处理获得电机的转速信号。
4. 光耦电机测速原理的优点和应用场景4.1 优点•光耦电机测速原理结构简单、安装方便。
•光电器件具有快速响应、高分辨率、稳定性好的特点。
•光电传感器可靠性高,使用寿命长。
4.2 应用场景•工业自动化领域中的电机控制系统。
•电动车辆中的电动机转速监测。
•家电中的电机转速检测。
5. 光耦电机测速原理的改进和发展随着科技的发展和应用需求的增加,光耦电机测速原理也在不断改进和发展。
直流电机测速实训报告
一、实训目的通过本次实训,使学生了解直流电机测速的基本原理,掌握直流电机测速仪的设计与制作方法,提高学生的动手能力和创新意识。
同时,培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度。
二、实训内容1. 直流电机测速原理直流电机测速是通过测量电机转动时产生的电压信号,从而确定电机的转速。
常用的测速方法有电磁测速、光电测速和霍尔元件测速等。
本次实训采用霍尔元件测速方法。
2. 直流电机测速仪的设计与制作(1)电路设计直流电机测速仪的电路主要由以下几个部分组成:电源模块、霍尔元件模块、放大电路模块、滤波电路模块、A/D转换模块、单片机控制模块和显示模块。
(2)硬件制作根据电路设计,制作电路板,焊接各个元件,连接好电路。
(3)软件编程编写单片机控制程序,实现以下功能:1)采集霍尔元件输出的电压信号;2)将电压信号转换为转速值;3)将转速值显示在LCD屏幕上;4)通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定。
3. 实验步骤(1)组装测速仪按照电路图组装好测速仪,确保各个元件焊接牢固,电路连接正确。
(2)调试测速仪将组装好的测速仪接入电源,调试各个模块,确保电路正常工作。
(3)测试测速仪将测速仪与待测电机连接,通过红外遥控器控制测速仪的开关和转速设定,观察LCD屏幕上显示的转速值是否准确。
三、实训结果与分析1. 实验结果本次实训成功制作了一台直流电机测速仪,通过测试,测速仪能够准确测量电机的转速,满足实验要求。
2. 结果分析(1)电路设计合理,元件选择合适,电路连接正确,确保了测速仪的正常工作。
(2)软件编程实现功能完善,能够满足实验要求。
(3)测速仪具有较好的稳定性和抗干扰能力。
四、实训总结1. 通过本次实训,使学生掌握了直流电机测速的基本原理和测速仪的设计与制作方法。
2. 提高了学生的动手能力和创新意识,培养了团队合作精神和严谨的科学态度。
3. 深化了对电子电路、单片机编程和传感器应用等课程知识的理解。
五、实训体会1. 在实训过程中,认真对待每一个环节,确保电路连接正确,编程无误。
电机测速原理
电机测速原理电机测速是指利用电机自身的运动特性来实现测速的一种方法。
在工业自动化控制系统中,电机测速是非常重要的,它可以帮助我们实时监测电机的转速,从而控制电机的运行状态。
本文将介绍电机测速的原理及其常见的测速方法。
首先,我们来了解一下电机测速的原理。
电机测速的原理主要是利用电机转子的运动特性来推导出电机的转速。
电机的转子在运动过程中会产生一定的信号,比如脉冲信号、霍尔信号等,这些信号可以反映出电机的运动状态,通过对这些信号的处理,我们就可以得到电机的转速信息。
接下来,我们将介绍几种常见的电机测速方法。
第一种是脉冲计数法,这种方法是通过对电机输出的脉冲信号进行计数,从而得到电机的转速。
脉冲计数法简单直观,但需要考虑脉冲信号的稳定性和计数的准确性。
第二种是霍尔传感器测速法,霍尔传感器可以检测电机转子的磁场变化,从而得到电机的转速信息。
这种方法具有高精度和稳定性,适用于对转速要求较高的场合。
第三种是编码器测速法,编码器可以输出高精度的位置信号,通过对位置信号的处理,可以得到电机的转速信息。
编码器测速法适用于对转速要求非常高的场合,但成本较高。
除了以上介绍的几种方法,还有其他一些电机测速的方法,比如频率测速法、振动测速法等。
这些方法各有特点,可以根据具体的应用场合选择合适的测速方法。
总的来说,电机测速是工业自动化控制系统中非常重要的一环,它可以帮助我们实时监测电机的运行状态,保证电机的正常运行。
通过对电机的转子运动特性的分析,我们可以得到电机的转速信息,从而实现电机测速。
不同的测速方法各有特点,可以根据具体的应用场合选择合适的方法。
希望本文对大家了解电机测速原理有所帮助。
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河南科技学院新科学院电子课程设计报告题目:电动机测速器设计专业班级:电气工程及其自动化*****时间:2011年6月6日到6月17日指导教师:徐涛王玉萍完成日期:2011年6月15日目录摘要 (1)1 引言 (2)1.1 电动机转速测量现状及前景 (2)1.2 研发意义 (2)2 总体设计方案 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 总体设计框图 (4)3 设计原理分析 (4)3.1 电源的选择 (4)3.2 传感器电路 (4)3.3 定时电路 (5)3.4 控制电路 (7)3.5 计数器电路 (7)3.6 驱动显示电路 (8)3.7总体电路 (9)3.8 PCB文件的打印输出 (11)4 总结与体会 (12)参考文献 (13)电动机测速器设计任务书1.计设目的与要求设计一电动机测速器装置,理解相关要求,自主完成对系统的相关设计,要求所设计的电路具有以下功能:(1)能够测量电动机每秒钟所转的圈数并监视电动机的运转情况;(2)自己选择要测量的电动机的合适的转速范围;(3)运用相关的集成芯片对信号进行译码,用四位数码管显示电动机的转速(转/分)。
2 设计内容(1)画出电路原理图,熟练掌握各种逻辑功能并正确使用逻辑关系;(2)确定相关元器件的合适的元件参数;(3)制作出电路仿真图示;(4)制作SCH文件的生成与打印输出;(5)制作PCB文件的生成与打印输出。
3编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和电路图,并且有自己的有总结体会。
4 答辩在规定时间内完成相关叙述并回答出提出的相关问题。
摘要:转速是电机最为重要的一个状态参数,它是电机的一个重要的性能指标,把握它的有关参数和特性的测试以及故障检测与诊断的准确性;在速度闭环控制系统中,测速装置属于反馈环节,转速检测的快速性和精度将直接影响系统的控制效果和动静态性能指标.本论文要设计一个用霍尔传感器来测量电动机的转速系统,并做出相应的仿真分析,测速对象为一台额定电压为5V 的直流电动机,基本要求是电机转速范围为500~5000r/min,用4 位七段数码管显示相转速。
为了要实时监测电机轴的转速,方法是用霍尔传感器件固定在在电动机的圆盘上。
它涉及到信号的采集、控制计数、译码、显示,以及计数等多种功能电路。
论文所设计的系统用到的器件都是本专业电路中常见的器件,其结构简单,原理易于掌握,能较精确测得电机的转速。
关键词:转速测量;霍尔传感器;555触发器;74LS00;4518;CD4555BM;数码管。
引言1.1电动机测速发展现状及前景目前国内外对电动机的测速方法有很多,按照不同的理论方法,先后产生拟测速法、同步测速法以及计数测速法。
计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。
由于电磁测量方法灵活多样,可测参数众多,一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率等优点,使得光电传感器在检测和制作领域得到了极其广泛的应用。
而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点,具有广阔的应用前景。
1.2 研发意义转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,它是电动机的一个重要的状态参数。
它的测量精度将直接影响电动机其它有关参数和特性的测试;在速度闭环控制系统中,测速装置属于反馈环节,转速检测的快速性和精度将直接影响系统的控制效果和动静态性能,因此转速的高精度测试具有重要的意义。
电机转速测量系统可以应用于测量各种机械的转速,如冰箱压缩机、空调压缩机等等,以及其他发动机、电动机的转速测量,也可用于电机转速的反馈以控制电机平稳运行和调速。
2 总体设计方案2.1设计思路利用霍尔元件作为获取电动机转速信号的拾取元件,在电动机的转盘上安装磁钢,将霍尔元件固定在适当的位置上,电动机转动一周,霍尔元件得到一个脉冲,作为电路的计数脉冲。
计数脉冲通过计数器进行计数,为了满足电路的设计要求,通过555、R、C 构成的多谐振荡器进行计时,通过控制电路来实现在要求时间内对霍尔元件获取的有效转速信号进行计数。
计数电路选用十进制的计数芯片,为了使设计的电路能在要求范围内工作,必须采用四个十进制的计数器,对于译码器和数码管,选用适当的元器件。
数字转速仪电路由霍尔传感器电路、定时电路、控制电路、计数电路、译码驱动、和显示电路组成。
(1)霍尔传感器。
由磁钢、开关性集成霍尔元件和电平转换电路组成。
当转动部件转动时,磁块与霍尔元件相对位置发生变化,通过霍尔元件的磁通量发生变化,其输出电压也发生变化。
当磁块经过霍尔元件时,输出端产生一个低电平脉冲,该脉冲周期对应转动部件的转动周期。
(2)定时电路。
有555电路、R、C等组成多谐触发器,产生60秒的信号,以脉冲信号的形式输出。
在555的输出端接上一指示电路,有三极管和发光二级管组成,,当555输出为“1”时,三级管道通,发光二极管开始发光,开始计数,当定时器等于60秒时,555输出为“0”,三级管截止,发光二级管熄灭,停止计数。
(3)控制电路。
采用74LS00与非门。
由定时器的输出信号控制传感器输出脉冲输入计数器的个数。
当定时器输出为“0”时,没有计数,74LS00被封锁;当定时器输出为“1”时,74LS00被打开,传感器的输出脉冲通过74LS00进入计数器进行计数。
(4)计数电路。
采用CD4518组成8421码同步十进制计数器,对控制电路的输出的脉冲信号上升沿进行触发计数。
为了满足上升沿计数的要求,需要将CD4518的CP端接高电平,计数脉冲信号接EN输入端。
因为CD4518内含有两个相同的计数器,可将第一级的Q3输出端接第二级的EN端,构成串行计数。
(5)译码、驱动、显示电路。
对计数器的输出端得BCD码进行译码,并驱动数码显示管显示测量的转速。
定时器开始计时,555输出为高电平,T饱和导通,发光二极管发光,同时打开74LS00与非门,由传感器传来的转速计数脉冲信号通过此与非门进入计数器开始计数,并在数码管上显示。
在定时时间内,555输出为高电平,控制与非门保持开门状态,当设定的时间到来时,555输出为低电平,T 截止,发光二极管熄灭,同时控制电路与非门电路被封锁,转速计数脉冲信号不能通过,计数器停止计数,这时显示器上显示的就是所测的转速。
2.2 总体设计流程图3 设计原理分析3.1 电源的选择在整个电路当中,主要要选择匹配的电源的器件有霍尔传感器、555触发器、控制电路当中选择的74LS00芯片、计数器、译码驱动和数码管。
元件都可以选用5V的电源作为供电电源。
3.2 传感器电路传感器电路主要用的原件是霍尔传感器,霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall ,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
霍尔效应。
在半导体薄片两端通以控制电流I ,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B 的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为U H 的霍尔电压。
霍尔元件。
根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
信息技术等领域得到广泛的应用。
图2 霍尔元件工作原理图电源5V213UGN 23445667788115551122334455667788910111213141516J2R1R2R3W1C1输出脉冲图3 霍尔元件连接电路 3.3 定时电路555芯片引脚图及引脚描述如图4、图5所示555的8脚是集成电路工作电压输入端,电压为5~18V 。
1脚为地。
2脚为触发输入端;3脚为输出端,输出的电平状态受触发器控制,而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。
当触发器接受上比较器A1从R 脚输入的高电平时,触发器被置于复位状态,3脚输出低电平;2脚和6脚是互补的,2脚只对低电平起作用,高电平对它不起作用,6脚为阈值端,只对高电平起作用。
3脚 输出低电平。
4脚是复位端,当4脚电位小于0.4V 时,不管2、6脚状态如何,输出端3脚都输出低电平。
5脚是控制端。
7脚称放电端。
参数功能特性:供应电压4.5-18V ,供应电流3-6mA ,输出电流225mA ,上升/下降时间100ns 。
555的作用范围很广,但一般多应用于单稳态多谐振荡器。
555管脚图13N图图5 计时电路3.4 控制电路控制电路采用的是74LS00,这个芯片内部封装的是四组两输入的与非门组成,十四个管教排列,其中7和14脚分别为接地和电源。
1、2;4、5;9、10;12、3.5 计数电路本电路采用四个同步计数器接成串行工作方式,查看电路产品资料后,准备采用CD4517,管脚如下图,该芯片是同步加数器,在一个封装种含有两个可互换的二/十进制计数器,其功能脚是1到7脚,9到15脚。
真值表见下图。
1E N2R7Q 03Q 14Q 25Q 36U1A 4518C L K 9E N10R15Q 011Q 112Q 213Q 314U1B4518C L K 1E N2R7Q 03Q 14Q 25Q 36U2A 4518C L K 9E N10R15Q 011Q 112Q 213Q 314U2B 4518R6R7R8R9123UGN3020U?A 74LS00A 7B 1C 2D6L T 3B I 4L E5A B C D E F GU14511A 7B 1C 2D6L T 3B I 4L E5A B C D E F GU24511A 7B 1C 2D6L T 3B I 4L E5A B C D E F GU34511A 7B 1C 2D6L T 3B I 4L E5A B C D E F GU44511VCC VCCVCC图6 CD4517管脚排列表1 引脚功能引脚符号功能1 9 CLOCK 输入始终控制端图7 计数电路图3.6 驱动显示电路对于计数后在显示电路上显示问题,查阅电子手册后,采用CD455BM 译LT=0,则不论其它输入状态为何,其输出abcdefg=1111111,使七段显示器全亮,即显示8,以便观测七段显示器是否正常。
当LT=1,则正常。
BI :空白输入控制,当 BI=0 (LT 为1 时) 则不论DCBA 之输入为何,其输出abcdefg 皆为0,即七段 显示器完全不亮,此脚可供使用者控制仅对有效数据译码,避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。