霍爾傳感器小車測速

1/19霍爾傳感器小車測速)題目霍爾傳感器小車測速 2/19霍爾傳感器小車測速)對車速測量，利用霍爾傳感器工作頻帶寬、響應速度快、測量精度高的特性結合單片機控制電路，設計出了一種新型的測速系V離直觀地顯示車輪的轉數值。與軟件配合，實現(xiàn)了顯示、報警功能3/19霍爾傳感器小車測速)二、設計任務與要求---------------------1三、設計步驟及原理分析-----------------1四、課程設計小結與體會----------------11五、參考文獻-------------------------11霍爾傳感器小車測速)通過《傳感器及檢測技術》課程設計，使學生掌握傳感器及檢測系統(tǒng)設計的方法和設計原則及相應的硬件調試的方法。進一步理解傳感器及檢測系統(tǒng)的設計和應用霍爾元件設計測量車速的電子系統(tǒng)，通過對霍爾元件工作原理的掌握實現(xiàn)對車速測量的應用，設計出具體的電子系統(tǒng)電路，并且能夠完成精確的車速測量。2.1設計任務霍爾傳感器一般由霍爾元件和磁鋼組成，當霍爾元件和磁鋼相對運動時，就會產生脈沖信號，根據磁鋼和脈沖數量就可以計算轉速，進而求出車速。現(xiàn)要求設計一個測量系統(tǒng)，在小車的適當位置安裝霍爾元件及磁鋼，使之具2)具有小車前進和后退檢測功能，并用指示燈顯示。4)距離測量誤差＜2cm。4/19霍爾傳感器小車測速)2.2設計要求無磨損、使用壽命長、功耗低等優(yōu)點，綜合了電機轉速測量系統(tǒng)的要求。其次設計一個單片機小系統(tǒng)，掌握單片機接口電路的設計技巧，學會利用單片機的定時器和中斷系統(tǒng)對脈沖信號進行測量或計數。再次實時測量顯示并有報警功能，實時測量根據脈沖計數來實現(xiàn)轉速測量的方法。要求霍爾傳感器轉速為0~、設計步驟及原理分析3.1設計方法3.1．1霍爾效應所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生。當電流I通過放在磁場中的半導體基片(霍爾元件)且電流方向和磁場方向垂直5/19霍爾傳感器小車測速)大小關而與磁通的變化速率無關。如果所施加的磁場為交變磁場，則霍爾電勢為同頻率的交變電動勢。由于通電導線周圍存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。若把霍爾元上同時產生的霍爾電位差與電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規(guī)律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內發(fā)出的脈沖數，則可以確3.1.2霍爾元件測速原理基于霍爾傳感器的速度測量系統(tǒng)工作過程是：測量轉速的霍爾傳感器和機軸6/197/19計數器出。3.2.1系統(tǒng)框圖及主程序流程框圖最后用字符型液晶顯示器1602(HD44780控制)顯示的小型直流電動機轉速的方法，是數字式測量方法，智能化微電腦代替了傳統(tǒng)的機械式或模擬式結構。系統(tǒng)顯示警機8/19霍爾傳感器小車測速)型直流電機的轉速。另外系統(tǒng)還可完成對電機的開關控制、系統(tǒng)工作時間、當前時9/19霍爾傳感器小車測速)2.主程序流程圖NYNYYN10/19霍爾傳感器小車測速)霍爾傳感器和電機機軸同軸連接，機軸每轉一周，產生一定量的脈沖個數，由霍爾器件電路輸出。經過電耦合器后，即經過隔離整形電路后，成為轉數計數器的如果是，就啟動系統(tǒng)運行。如果不是就等待啟動。啟動系統(tǒng)后，霍爾傳感器檢測脈主要分為兩個部分。第一部分是利用霍爾器件將電機轉速轉化為脈沖信號；第少計數的干擾。用于測量的A44E集成霍爾開關，磁鋼用直徑D=6.004mm，長度為L=3.032mm的釹鐵硼磁鋼。電源用直流，霍爾開關輸出由四位半直流數字電壓表測主程序在對定時器、計數器、堆棧等進行初始化后即判斷標志位是否為1，如先將標志位清零，以保證下次能正常判霍爾傳感器小車測速)T/*------------------------主{l{{}函數函數{}{}}}11/19霍爾傳感器小車測速) {{}} */{{}}液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都12/1913/19霍爾傳感器小車測速)ducharcommand{lcdcs=1;//信號使能端高電平}a{lcdcs=0;//信號使能端低電平}14/19霍爾傳感器小車測速)蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發(fā)聲的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器，因此需要增加一個電流放大的電路。蜂鳴器程序設計思路：本程序通過在輸出一個音頻范圍的方波，驅動實驗板上的蜂鳴器發(fā)出能力，我們將不能聽到聲音。更改延時常數，可以改變輸出頻率，也就可以調整蜂{}{}測速的方法決定了測速信號的硬件連接，測速實際上就是測頻，因此，頻率測量的一些原則同樣適用于測速。通常，可以用計數法、測脈寬法和等精度法來進行測試。所謂計數法，就是給定一個閘門時間，在閘門時間內計數輸入的脈沖個數；測脈寬法是利用待測信號的脈寬來控制計數門，對一個15/19霍爾傳感器小車測速)種方法則在信號頻率低時使用。等精度法則對高、低頻信號都有很好的適應-------數-據處理------------------------*/voiddisp_count(){displayzhuan//轉換轉速的十位19display[12]=(zhuan%10+'0');//轉換轉速的十位}3.3.1處理器的選擇霍爾傳感器小車測速)按照霍爾開關的感應方式可將它們分為：單極性霍爾開關、雙極性霍爾開關、全極性霍爾開關。個磁極靠近它，輸出低電位電壓(低電平)或關的信號，磁場磁極離開它輸出高電位電壓(高電平)或開的信號，但要注意的是，單極性霍爾開關它會指定某磁極感應才有效，一般是正面感應雙極性霍爾開關的感應方式：因為磁場有兩個磁極N、S(正磁或負磁)，所以兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關的開和關(高低電平)，它一般具有鎖定的作用，也就是說當磁極離開后，霍爾輸出信號不發(fā)生改變，直到另一個磁極感應。另外，雙極性霍爾開關的初始狀態(tài)是隨機輸出，有可能是高電平，也有可能是低電平。全極性霍爾開關的感應方式：全極性霍爾開關的感應方式與單極性霍爾開關的感應方式相似，區(qū)別在于，單極性霍爾開關會指定磁極，而全極性霍爾開關不會指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號，離開輸出高電平信號?？紤]到實際情況，采用雙極性霍爾元件，把磁珠極性來源進行脈沖計數。3.3.3系統(tǒng)完整電路框圖(附錄)四、課程設計小結與體會通過本次設計使我對霍爾元件及霍爾效應有了進一步的了解：霍爾轉速傳感器的穩(wěn)定性好，抗外界干擾能力強，如抗錯誤的干擾信號等，因此不易因環(huán)境的因素霍爾轉速傳感器的穩(wěn)定性好，抗外界干擾能力強，如抗錯誤的干擾信號等，因此不易因環(huán)境的因素而產生誤差?；魻栟D速傳感器的測量頻率范圍寬，遠遠高于電磁感另外，霍爾轉速傳感器在防護措施有效的情況下，可