微控制器測量電動機轉速的原理是什麼啊?能詳細說說嗎?從開始數

時間 2021-07-02 23:28:02

1樓:匿名使用者

基本上,微控制器採集的是轉子產生的訊號,這個訊號的頻率與轉子的轉速相關.

例如說,轉子或轉子軸的一側貼上了一面小鏡子,使這個小鏡子能隨轉子一起轉動,然後在旁邊固定一個光源對著鏡子所在的位置,這樣的話,轉子每轉過一圈,小鏡子所反射的光線就會經過一次檢測元件,轉子轉得越快,經過檢測元件的光線就會越頻繁,換言之就是光線被反射到檢測元件上的頻率越高.

那麼,現在你已經知道轉子每轉一圈,檢測元件就會檢測到一次光線了,那如何換算成具體的轉速呢,實際上,只要對檢測元件的兩次光照時間進行檢測,或對一定時間內檢測元件被光線照射到幾次進行計數,然後再換算就可以了.

例如,每兩次光照的間隔為1秒,那麼就表示每秒鐘這個轉子轉了一圈,那麼一分鐘就是60圈,這就是轉速了.

若你需要更精確的檢測,則這個1秒鐘才一次的訊號顯然不夠,你需要每秒鐘有更多個脈衝,才能實現較為精確的測量,比如可以測量到1.05圈/秒,或者0.95圈/秒.

而這就需要在轉子上貼上更多的鏡子.

例如說,你在轉子上均勻地粘了10面鏡子,而所檢測到的每兩次光照的間隔為20ms,那麼換算下來,1000ms÷20ms÷10=5,這個5就是每秒鐘的轉數,換算成一般的標法,就是300轉/分了.

然而,如果被檢測的電動機速度更快一些,並且這些"鏡子"數量更多一些,對於慢速的微控制器來說,再用檢測光照時間的方法就可能忙不過來了,或者是精度要打折扣了,比如說你的微控制器最短要10us才能中斷一次,而被檢測的電動機所傳過來的"光照"訊號週期只有8us,那麼你可能就檢測不到這個訊號了,或者檢測成錯誤的結果.

此時,你就可以將檢測方法改為檢測一定時間內的訊號個數,比如說你可以用一個定時器來產生100ms的定時週期,再用另一個定時器來對訊號進行計數,比如這個100ms你記錄到了700次訊號,按上面的例子,你已經知道轉子每圈會有10個訊號,那就是說,這個100ms內,轉子轉過了70圈,這樣的話,就很好計算轉速了,在這個例子中,100ms是十分之一秒,那麼實際的轉速就是10倍×70轉=700轉/秒,算成一般的標法那就是700轉×60秒=4200轉/分了.

知道這個轉速之後,要顯示出來就不用再多說了吧,hoho~~

希望對你有幫助~

2樓:匿名使用者

1電源引出脈衝訊號,放大整形,根據極數算出轉數,可能電源要加個小電感。

2用霍爾元件,在軸上置磁鐵,測出轉速

3軸上塗一半反光,一半不反光塗料,發光管-光敏管接收,放大整形,不可強光干擾

4軸上裝扇葉,發光管-光敏管接收,放大整形,不可強光干擾5軸上裝旋轉編碼器,不但知道轉速,還可知道角度,方向

3樓:匿名使用者

樓上正解!

早期方法是使用電刷式電位器+ad轉換,成本高壽命短早已淘汰

4樓:周毅興

用光電開關,跟碼盤就行了

測量電機轉速的方法及其各自的特點有哪些? 5

5樓:天蠍小灰馬

變頻器非同步電動機特性轉速的測量:

非同步電動機轉速的測量主要有測速發電機和光電數字測速等方法。

(1)測速發電機

測速發電機測量電機轉速是一種應用較早的轉速測量方法。它是利用直流發電機輸出電壓與轉速成正比的原理,在被測電動機軸上安裝一臺小型直流發電機即測速發電機,根據測速發電機的輸出電壓,間接地獲得被測電動機的穩態轉速和轉速變化規律。這種方法由於動態響應較慢,只能用於穩態測量或緩變過程的測量。

但是,當轉速較低時,測速發電機會進入非線性區而產生較大誤差。

(2)光電數字測速

光電數字測速是通過轉速感測器將光訊號變為與轉速有關的電訊號,從而測量電機轉速的一種方法。轉速感測器主要有光電碼盤或光柵,它們都能產生與速度相關的脈衝式電訊號,由於光柵的解析度很高,能夠達到較高的測量精度。

利用轉速感測器產生的訊號進行測速有測頻法和測周法兩種方法。所謂測頻法是指測量標準單位時間內與轉速成正比的脈衝數來測定轉速,其測速波形如圖2-17所示,這種方法適合於轉速較髙時的測量。而測周法與測頻法相反,是通過測量產生一個電脈衝訊號 (即電機轉過固定的角位移)所需要的時間來測定轉速,這種方法對於低轉速測量較為合適。

6樓:匿名使用者

測速發電機:電機轉動帶動測速發電機轉動,測速發電機的轉子切割磁力線產生感應電動勢,速度越高,感應電動勢越大。

光電編碼器:光柵原理。電機帶動編碼器轉動發出高速脈衝,速度越高,脈衝頻率越快。

7樓:匿名使用者

測速發電機法,轉速錶法,燈光頻閃法,計數器法。

8樓:匿名使用者

可以用測速發電機

可以用編碼器

霍爾感測器在測量電機轉速時,它如何與微控制器連線啊 求個電路圖 謝謝

9樓:匿名使用者

將小磁鐵塊固定在電機的轉子上,將霍爾感測器(開關型)靠近小磁鐵附近,當電機轉動以後,磁鐵會在一定的週期內靠近感測器一次,這樣霍爾感測器將輸出一個高電平,當小磁鐵遠離感測器時,感測器輸出一個低電平;利用微控制器內部定時器,計算出脈衝一個週期的時間,就可以算出電機的轉速。

10樓:宇智波止水

2  基於霍爾感測器的電機轉速測量系統硬體設計

2.1 電機轉速測量系統的硬體電路設計

2.1.1 總體硬體設計

使用微控制器測量電機轉速的基本結構如圖2-1所示。該系統包括霍爾感測器、隔離整形電路、主cpu、顯示電路、報警電路及電源等部分。

圖2-1 系統總體結構圖

其測量過程是測量轉速的霍爾感測器和電機機軸同軸連線,機軸每轉一週,產生一定量的脈衝個數,由霍爾器件電路輸出。經過電耦合器後,即經過隔離整形電路後,成為轉數計數器的計數脈衝。同時霍爾感測器電路輸出幅度為12v的脈衝經光電耦合後降為5v,保持同微控制器at89c51邏輯電平相一致,控制計數時間,即可實現計數器的計數值對應機軸的轉速值。

主cpu將該值資料處理後,在lcd液晶顯示器上顯示出來。一旦超速,cpu通過喇叭和轉燈發出聲、光報警訊號。

1.感測器部分

主要分為兩個部分。第一部分是利用霍爾器件將電機的轉速轉化為脈衝訊號。霍爾測速模組由鐵質的測速齒輪和帶有霍爾元件的支架構成。

測速齒輪如圖2-2所示,齒輪厚度大約2mm,將其固定在待測電機的轉軸上。將霍爾元件固定在距齒輪外圓1mm的探頭上,霍爾元件的對面貼上小磁鋼,當測速齒輪的每個齒經過探頭正前方時,改變了磁通密度,霍爾元件就輸出一個脈衝訊號。第二部分是使用六反相器和光耦,將感測器輸出的訊號進行整形隔離,減少計數的干擾。

測速齒輪                                            霍爾元件

圖2-2 轉速變換裝置

2.處理器

採用at89c51微控制器作為系統的處理器。

3.顯示部分

該部分有兩個功能,在正常情況下,通過lcd液晶顯示器顯示當前的頻率數值,當電機的轉速超出一定的範圍後,通過蜂鳴器進行報警。蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器,採用直流電壓供電,廣泛應用於計算機、印表機、影印機、報警器、電子玩具、汽車電子裝置、**機、定時器等電子產品中作發聲器件。

2.1.2 系統電路設計

實際測量時,要把霍爾感測器固定在直流測速電機的底板上,與霍爾探頭相對的電機的軸上固定著一片磁鋼塊,電機每轉一週,霍爾感測器便發出一個脈衝訊號,將此脈衝訊號接到開發的多功能實驗板上的p3.2[ ]上,設定t0定時,每分鐘所計的進入p3.2的脈衝個數即為直流電機的轉速。

由於在虛擬**電路圖中,沒有電機及感測器,所以就直接用一個脈衝訊號代替,電路圖如圖2-3所示。

圖2-3 總體硬體電路圖

2.2 霍爾感測器測量電路設計

2.2.1 霍爾元件

根據霍爾效應,人們用半導體材料製成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點,因此,在測量、自動化、計算機和資訊科技等領域得到廣泛的應用。

a3144e系列單極高溫霍爾效應整合感測器是由穩壓電源,霍爾電壓發生器,差分放大器,施密特觸發器和輸出放大器組成的磁敏感測電路,其輸入為磁感應強度,輸出是一個數字電壓訊號。它是一種單磁極工作的磁敏電路,適用於矩形或者柱形磁體下工作。可應用於****和軍事工程中。

霍爾感測器的外形圖和與磁場的作用關係如圖2-4所示。磁場由磁鋼提供,所以霍爾感測器和磁鋼需要配對使用。

霍爾元件和磁鋼                            管腳圖

圖2-4 霍爾感測器的外形圖

該霍爾感測器的接線圖如圖2-5所示。

圖2-5 霍爾感測器的接線圖

2.2.2 霍爾感測器測量原理

測量電機轉速的第一步就是要將電機的轉速錶示為微控制器可以識別的脈衝訊號,從而進行脈衝計數。霍爾器件作為一種轉速測量系統的感測器,它有結構牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便等優點,因此選用霍爾感測器檢測脈衝訊號,其基本的測量原理如圖2-6所示,當電機轉動時,帶動感測器運動,產生對應頻率的脈衝訊號,經過訊號處理後輸出到計數器或其他的脈衝計數裝置,進行轉速的測量[6]。

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