基于霍尔传感器的测速仪设计毕业设计论文

基于霍尔传感器的测速仪设计

【摘要】霍尔传感器是对磁敏感的传感元件,常用于开关信号采集的有

CS3020、CS3040等,这种传感器是一个3端器件,外形与三极管相似,只要接上电源、地,即可工作,输出通常是集电极开路(OC)门输出,工作电压范围宽,使用非常方便。使用霍尔传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,让霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出。这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。

【关键词】传感器原理;检测技术;检测速度;

一、测速仪功能简介

测速是工农业生产中经常遇到的问题,测速仪表具有很重要的意义。要测速,首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时,常用测速发电机的方法,即将测速发电机的转轴与待测轴相连,测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机技术进行测速,可以采用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲,并将脉冲送入单片机中进行计数,即可获得转速的信息。

二、霍尔传感器介绍

霍尔传感器是对磁敏感的传感元件,常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等,这种传感器是一个3端器件,外形与三极管相似,只要接上电源、地,即可工作,输出通常是集电极开路(OC)门输出,工作电压范围宽,使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图,将有字面对准自己,三根引脚从左向右分别是Vcc,地,输出。如图1所示,这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。

图1 CS3020

三、基于霍尔传感器的测速仪系统设计 1、系统总体结构

基于霍尔传感器的测速仪系统总体结构如图2所示:

图2基于霍尔传感器的测速仪系统结构图

2、信号获取电路

图3是测速电路的信号获取部分,在电源输入端并联电容C6用来滤去电源尖啸,使霍尔元件稳定工作。HR3020表示霍尔元件,采用3020,在霍尔元件输出端(引脚3)与地并联电容C7滤去波形尖峰,再接一个上拉电阻R15,然后将其接入LM393的引脚3。用LM393构成一个电压比较器,将霍尔元件输出电压与电位器R16比较得出高低电平信号给单片机读取。C8用于波形整形,以保证获得良好数字信号。LED便于观察,当比较器输出高电平时不亮,低电平时亮。R18为LM393 ,1脚的上拉电阻。

电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系):

当“+”输入端电压高于“-”输入端时,电压比较器输出为高电平; 当“+”输入端电压低于“-”输入端时,电压比较器输出为低电平;比较器还有整形的作用,利用这一特点可使单片机获得良好稳定的输出信号,不至于丢失信号,能提高测速的精确性和稳定性。切割霍尔时D2会发光

图3 测速电路的信号获取部分

3、电源部分电路

图3电源部分电路

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