电机转速测量方法研究
电机转速测量实验报告
电机转速测量实验报告实验目的本实验旨在通过测量电机的转速，探究转速与电压、电流之间的关系，以及验证理论公式与实际测量值之间的一致性。
实验器材•直流电机•转速测量仪•多用途测试仪•电阻箱•直流电源•连接线实验步骤1.将直流电机与直流电源相连，通过测试仪测量电机的电流。
2.将转速测量仪与电机连接，确保测量仪的传感器与电机轴心对齐。
3.设置转速测量仪的测量范围，并记录下所选范围。
4.逐渐增加直流电源的电压，记录下每个电压值对应的电机转速。
5.分别测量不同电压下电机的电流，并记录下每个电压值对应的电机电流。
数据记录与分析1.在实验中记录下不同电压下的电机转速和电流数据。
2.绘制电机转速与电压的关系曲线图，并观察曲线的趋势。
3.绘制电机转速与电流的关系曲线图，并观察曲线的趋势。
4.根据实验数据，分析电机转速与电压、电流之间的关系，并给出结论。
5.使用理论公式计算电机转速与电压、电流之间的关系，并与实验数据进行比较，验证理论公式的准确性。
结果与讨论通过实验测量和数据分析，我们得到了电机转速与电压、电流之间的关系。
根据曲线图的趋势和实验数据，我们可以得出以下结论： - 随着电压的增加，电机的转速呈线性增加趋势。
- 在给定电压下，电机的转速与电流之间存在正相关关系。
我们还将实验数据与理论公式进行了比较，发现实验数据与理论公式的计算结果相符，验证了理论公式的准确性。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了电机的转速测量方法，并探究了电机转速与电压、电流之间的关系。
通过实验数据和理论计算的对比，我们验证了理论公式的准确性。
在实验过程中，我们还发现了一些潜在的误差来源，例如测试仪器的精度限制、测量误差、实验条件的不完全控制等。
为了提高实验结果的准确性，我们可以进一步优化实验设计，采取更精确的测量仪器和更严格的实验控制。
通过这次实验，我们不仅获得了实际操作的经验，还加深了对电机转速测量原理的理解，为今后在相关领域的研究和应用奠定了基础。
测控实验报告电机驱动及转速测量实验
测控实验报告电机驱动及转速测量实验实验目的：1.理解电机驱动的基本原理；2.掌握电机的驱动方式及控制方法；3.学会使用光电编码器测量电机转速；4.了解电机在不同转速下的性能特点。
实验器材：1.电机驱动装置；2.光电编码器；3.转速测量仪。
实验步骤：1.将电机与电机驱动装置连接，并接通电源；2.设置电机驱动的参数，包括电流、电压等；3.钳住电机的轴心，使其不能转动；4.将光电编码器与电机轴连接；5.将转速测量仪连接到光电编码器，并设置好测量参数；6.解除电机的钳住状态，使其开始旋转；7.启动转速测量仪并记录电机的转速；8.增加电机驱动的电流或电压，再次记录电机的转速；9.重复步骤7和8，直至达到一定的转速范围。
实验数据处理：1.将实验记录的电机转速数据整理成表格，包括不同电流或电压下的转速；2.绘制电机转速与电流或电压之间的关系曲线；3.分析曲线的特点，如转速与电流或电压的线性关系、转速的上限等。
实验结果与讨论：根据实验数据和曲线分析可得：1.电机的转速与电流或电压呈正相关关系，增加电流或电压会使电机的转速增加；2.当电流或电压达到一定值时，电机的转速会趋于稳定，不再继续增加；3.电机在低速和高速情况下性能可能有所变化，如启动力矩、转速稳定性等。
实验结论：通过电机驱动及转速测量实验，我们掌握了电机驱动的基本原理和控制方法，学会使用光电编码器测量电机转速，并了解了电机在不同转速下的性能特点。
实验结果显示，电机的转速与电流或电压呈正相关关系，并且当电流或电压达到一定值时，电机的转速趋于稳定。
此外，电机在低速和高速情况下的性能可能有所变化。
这些实验结果对电机的应用、控制和优化具有重要的参考价值。
（精品）霍尔传感器测量电机转速（整理）
霍尔传感器测量电机转速一、背景随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。
本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
二、工作原理1、转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。
脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
在这里选用美国史普拉格公司(SPRAGUE)生产的3000系列霍尔开关传感器3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<输出电平可与各种数字电路兼容等特点。
2、转速控制原理直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用C8051F060片内的D／A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。
在这里采用简单的比例调节器算法(简单的加一、减一法)。
直流电机转速测控实验
直流电机转速测控实验一、实验目的1. 掌握电机转速的测量原理；学会根据被测环境、对象不同选择合适的传感器测量转速；2. 掌握电机转速控制的原理；学会用计算机和传感器组成转速测控系统。
二、实验原理图1所示为计算机直流电机转速测控系统原理图。
图1 计算机测控直流电机转速原理框图根据被测环境和对象选择不同转速传感器（光电、霍尔、磁电）实现直流电机转速的测量及控制。
三. 实验仪器和设备1. CSY－5000型传感器测控技术实训公共平台；2. 环形带综合测控实验台；3. 数据采集模板及测控软件(LabVIEW试用版)；4. 12V直流电机调节驱动挂箱；5. 光电式、霍尔式、磁电式转速传感器各一件；6. PC机及RS232通讯接口。
四．实验预习要求1.查阅资料，了解旋转轴转速测量的常用方法；2.掌握采用光电式、霍尔式、磁电式传感器测量转速的原理及特点；3.理解计算机测控直流电机转速的系统工作原理；4.熟悉CSY-5000型传感器测控技术实训平台的硬件配置。
五. 实验步骤及内容第一部分：转速测量1、在关闭公共平台主机箱电源开关的前提下，连接数据采集模板电源线、RS232通讯线；2、根据你选用的转速传感器，按转速传感器附录图1、图2、图3示意图安装接线；（注意光电、霍尔传感器为+5V供电，磁电传感器为+15V供电）3、主机箱上0～12V可调电源与电压表（电压表量程选择20V档）及环形带综合测控实验台电机（环形带综合测控实验台背面）接口并接（注意接口的相应极性）；4、检查接线无误后，首先将主机箱上0～12V可调旋钮逆时针方向缓慢调节到底（起始输出电压最小）；然后桌面“环形带综合测试软件”（或者启动计算机中的测试软件目录“SensorTest.vi”），双击打开，显示图2环形带综合测试程序软件界面；再打开主机箱电源开关给测量系统供电。
图2 环形带综合测试软件界面5、在计算机的环形带综合测试程序软件界面采单栏下方栏点击运行按钮，串口通讯正常后选择测试软件中“手动转速控制与测量”选项，软件界面显示为图3转速测量选择传感器类型界面；在界面下方选择“传感器类型”为现在做测量转速实验相对应的转速传感器。
测量电机转速的四种方法
测量电机转速的四种方法
1、光反射法
即在电机转动部分画一条白线，用一束坚强的光进行照射，使用光电元件检测反光，形成脉冲信号，在一定时间内对脉冲进行计数，就可以换算出电机转速。
2、磁电法
即在电机转动部分固定一块磁铁，在磁铁运动轨迹的圆周外缘设一线圈，电机转动时线圈会产生感应脉冲电压，在一定时间内对脉冲进行计数，就可以换算出电机转速。
3、光栅法
即在电机转动轴上固定一圆盘，圆盘上可有通光槽，在圆盘两侧设置发光元件和受光元件，电机转动时，受光元件周期性受到光照，产生电脉冲，在一定时间内对脉冲进行计数，就可以换算出电机转速。
4、霍尔开关检测法
即在电机转动部分固定一块磁铁，在磁铁运动轨迹的圆周外缘设一霍尔开关，电机转动时霍尔开关周期性感应磁力线，产生脉冲电压，在一定时间内对脉冲进行计数，就可以换算出电机转速。
测电机的转速：要求精度不高的用霍尔传感器。
工作原理：利用圆周率测速。
为达到旋转平衡，用三个磁铁，两个磁铁之间是120度，然后用单极霍尔开关，霍尔开关效应三次，即代表旋转一圈，要测速只需计霍尔开关次数就行。
要求精度高的可以用编码器，可以把电机转一圈分解出上万个脉冲，计算脉冲周期就能得到转速。
霍尔传感器的电机转速测量系统国外研究现状
霍尔传感器的电机转速测量系统国外研究现状一、引言霍尔传感器是一种常用于测量电机转速的传感器。
它通过检测磁场的变化来确定电机转子的位置和速度。
在国外，已经有许多研究对霍尔传感器的电机转速测量系统进行了深入探索和开发。
本文将对国外研究现状进行综述。
二、霍尔传感器原理霍尔传感器是基于霍尔效应工作的，通过在一个导体中施加电场，当磁场垂直于电流方向时，会产生一个横向的电势差。
这个效应可以用来检测磁场的变化。
在电机转速测量系统中，霍尔传感器通常安装在电机转子上，通过检测旋转过程中磁场变化来确定转子位置和速度。
三、国外研究现状1. 传统型霍尔传感器一些早期的研究主要集中在传统型霍尔传感器上。
这种类型的传感器通常使用单个或多个霍尔元件来检测磁场变化，并通过信号处理电路将其转换为数字或模拟信号。
这些方法可以实现较高精度和稳定性的转速测量，但对于高速转动的电机可能存在一定的限制。
2. 高速霍尔传感器为了解决传统型霍尔传感器在高速转动电机上的局限性，一些研究开始关注高速霍尔传感器的开发。
这种类型的传感器通常采用更先进的技术和材料，以提高其响应速度和测量精度。
一些研究使用了纳米材料来制造高灵敏度和高响应速度的霍尔元件。
这些方法在高速转动电机上取得了较好的效果。
3. 多通道霍尔传感器为了提高转速测量系统的精确度和稳定性，一些研究开始将多个霍尔元件组成多通道霍尔传感器。
这种类型的传感器可以同时检测多个位置，并通过信号处理算法来确定转子位置和速度。
这种方法可以减少误差并提高系统稳定性。
4. 基于微控制器的霍尔传感器系统随着微控制器技术的发展，一些研究开始将霍尔传感器与微控制器相结合，构建基于微控制器的电机转速测量系统。
这种系统可以实现实时数据处理和显示，同时具有较高的精确度和稳定性。
一些研究还将无线通信技术应用于该系统，实现了远程监测和控制。
五、总结通过对国外研究现状的综述，我们可以看到在霍尔传感器的电机转速测量系统领域已经取得了许多进展。
转速测量
电机转速测试原理及方法1.转速测量原理数字测速法按照其原理可分为三大类：一类是用单位时间内测得的物体旋转角度来计算速度，例如在单位时间内，累计转速传感器发出的个脉冲，即为该单位时间内的速度。
这种以测量频率来实现测速的方法，称为测频法，即M 法；另一类是在给定的角位移距离内，通过测量转过这一角位移的时间来实现测速，称为测周法，即T 法。
例如转过给定的角位移△θ，传感器便发出一个电脉冲周期，以晶振产生的标准脉冲来度量这一周期时间，经换算便可得转速。
以上两种方法的优缺点是M 法一般用于高速测量，转速过低时，测量误差较大，同时检测装置对转速的分辨能力也较差；而T 法则一般用于低速测量，速度越低，测量精度越高，在高速时误差较大。
结合以上二种方法的优点，可得到第三种测速方法——M/T 测速法。
“M/T 法”综合了“M 法”和“T 法”的优点。
如图所示：在上图中列出了3种常用的基于光电编码器测速法原理图，假定时钟频率为s f ,光电编码器在前轮每转一周产生脉冲数为P 。
1M 和2M 从分别是对在相同时间内编码器脉冲和时钟脉冲进行计数的计数值。
5647666666666555555d fddd2.下面介绍几种编码器测速方法（1）“M 法”测速通过测量一段固定时间间隔内的编码器脉冲数来计算转速。
如图所示；设在固定时间T 内测得的编码器脉冲数为1M ，则用1M 除以T(即T M 1)得到单位时间内编码器产生的脉冲数，用它再除以P ，则得到的1M /(T ×P)表示单位时间内前轮转动的周数，最后再乘以60(s)就得到前轮每分钟转动的周数，从而实现计算转速的目的。
用公式表示为PT M 160n =根据以上分析，可知这种测速方法的准确性主要由1M 决定，并且在转速较高时也1M 较大，其相对误差较小，故适合于高速场合测试。
(2)“T 法”测速通过测量编码器两个相邻脉冲的时间间隔来计算转速，则用2M 除以f 得到1个编码脉冲所占用的时间，其倒数(即:2f M )为单位时间内编码器产生的脉冲数，与“M 法”测速类似，即得转速计算公式2f 60n PM =这种测速方法的准确性主要由2M 决定，并且在转速较低时，1个编码器脉冲持续时间较长，2M 从也相对较大，其相对误差较小，故适合于低速场合。
实验13--直流电机测速实验
4562、由DAC0832经功放电路驱动直流电机，计数光电开关通关次数并经过换算得出直流电机的转速，并将转速显示在LED上。
3、G5区的0、1号按键控制直流电机转速快慢， (最大转速≈96r/s，5V，误差±1r/s)六、演示程序(完整程序见目录SPEED);键盘、LED显示子程序请参阅综合实验一.MODEL TINYEXTRN CMD_8279:WORD, DATA_8279:WORDEXTRN Display8:NEAR, SCAN_KEY:NEAR,GetKeyA:NEARPCIBAR1 EQU 14H ;PCI9052 I/O基地址（用于访问局部配置寄存器）PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O空间基地址(它就是实验仪的基地址,;也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) PCIIPR EQU 3CH ;IRQ号INTCSR EQU 4CH ;PCI9052 INTCSR地址mask_int_9052 EQU 24HVendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID号Device_ID EQU 8376 ;设备ID号VoltageOffset EQU 5 ;0832调整幅度.STACK 200.DATAIO8259_0 DW 00F0HIO8259_1 DW 00F1HRD_IO8259 DW 0000HCon_8253 DW 00E3HT0_8253 DW 00E0HT1_8253 DW 00E1HDA0832 DW 00D0HIO_Bit8_BaseAddress DW ?PCI_IO_BaseAddress0 DW ?PCI_IRQ_NUMBER DB ?INT_MASK DB ?INT_Vector DB ?INT_CS DW ? ;保护原中断入口地址INT_IP DW ?msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI $'msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $'msg2 DB '读PCI9052 I/O基地址时出错$'msg3 DB '读8位I/O空间基地址时出错$'msg4 DB '读IRQ号出错$'buffer DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节buffer1 DB 8 DUP(0) ;显示缓冲区，8个字节VOLTAGE DB 0 ;转换电压数字量Count DW 0 ;一秒转动次数NowCount DW 0 ;当前计数值kpTime DW 0 ;保存上一次采样时定时器的值bNeedDisplay DB 0 ;需要刷新显示.CODESTART: MOV AX,@DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPCALL InitPCICALL ModifyAddress ;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址CALL ModifyVector ;修改中断向量、允许中断MOV bNeedDisplay,1 ;显示初始值MOV VOLTAGE,99H ;初始化转换电压输入值，99H-3.0VMOV Count,0 ;一秒转动次数MOV NowCount,0 ;当前计数值MOV kpTime,0 ;保存上一次采样时定时器的值CALL DAC0832 ;初始D/ACALL Init8253CALL Init8259STIMAIN: CALL IfExitCALL GetKeyA ;按键扫描JNB Main1JNZ Key1Key0: MOV AL,VoltageOffset ;0号键按下，转速提高ADD AL,VOLTAGECMP AL,VOLTAGEJNB Key0_1MOV AL,0FFH ;最大Key0_1: MOV VOLTAGE,AL ;D/ACALL DAC0832JMP Main2Key1: MOV AL,VOLTAGE ;1号键按下，转速降低SUB AL,VoltageOffsetJNB Key1_1XOR AL,AL ;最小Key1_1: MOV VOLTAGE,ALCALL DAC0832 ;D/AJMP Main2Main1: CMP bNeedDisplay,0JZ MAINMOV bNeedDisplay,0 ;1s定时到刷新转速Main2: CALL RateTest ;计算转速/显示JMP MAIN ;循环进行实验内容介绍与测速功能测试;转速测量/显示RateTest: MOV AX,CountMOV BL,10DIV BLCMP AL,0JNZ RateTest1MOV AL,10H ;高位为0，不需要显示RateTest1: MOV buffer,AHMOV buffer+1,ALMOV AL,VOLTAGE ;给0832送的数据AND AL,0FHMOV buffer+4,ALMOV AL,VOLTAGEAND AL,0F0HROR AL,4MOV buffer+5,ALMOV buffer+2,10H ;不显示MOV buffer+3,10HMOV buffer+6,10HMOV buffer+7,10HLEA SI,bufferLEA DI,buffer1MOV CX,8REP MOVSBLEA SI,bufferCALL Display8 ;显示转换结果RETTimer0Int: MOV bNeedDisplay,1MOV AX,NowCountSHR AX,1SHR AX,1MOV Count,AX ;转一圈,产生四个脉冲,Count = NowCount/4MOV NowCount,0RETIntProc: PUSH AXPUSH DXCALL ClearIntMOV DX,RD_IO8259IN AL,DXIN AL,DX ;判断由哪个中断源引起的中断CMP AL,08HJNZ IntProc1CALL Timer0IntJMP IntProc2IntProc1: CMP AL,0FHJNZ IntProc2CALL CountIntIntProc2: MOV DX,IO8259_0MOV AL,20HOUT DX,ALPOP DXPOP AXIRETCountInt: MOV DX,Con_8253MOV AL,40HOUT DX,AL ;锁存MOV DX,T1_8253IN AL,DXMOV AH,ALIN AL,DXXCHG AL,AH ;T1的当前值XCHG AX,kpTimeSUB AX,kpTimeCMP AX,100JB CountInt1 ;前后二次采样时间差小于100，判断是干扰INC NowCountCountInt1: RETInit8253 PROC NEARMOV DX,Con_8253MOV AL,34HOUT DX,AL ;计数器T0设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T0_8253MOV AL,12HOUT DX,ALMOV AL,7AHOUT DX,AL ;CLK0=31250Hz,1s定时MOV DX,Con_8253MOV AL,74HOUT DX,AL ;计数器T1设置在模式2状态,HEX计数MOV DX,T1_8253MOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL ;作定时器使用RETInit8253 ENDPInit8259 PROC NEARMOV DX,IO8259_0MOV AL,13HOUT DX,ALMOV DX,IO8259_1MOV AL,08HOUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV AL,7EHOUT DX,ALRETInit8259 ENDP;数模转换，A-转换数字量DAC0832 PROC NEARMOV DX,DA0832MOV AL,VOLTAGEOUT DX,ALRETDAC0832 ENDP;IfExit、InitPCI、ModifyAddress、ModifyVector、ClearInt、Exit子程序请参阅8259实验END START七．实验扩展及思考题实验内容：在日光灯或白炽灯下，将转速调节到25、50、75，观察转盘有什么现象出来。
电机转速的电子测量
的。
器 的预 置值 应 该是 计 数 常 数 的 补码 ， 时器 ／ 数 定 计
器工作时 ， 多为 １ 最 ６位 ， 就 是 说 最 多 能 置 常 数 也
Ａ ｂ ｔ ａｃ Ｉ ｔ ｉ ｐ ｒ， ｓｎｇ ｅ ｈ ｐ ｓ ｓ ｄ ｏ ｓ ｒ ｔ： ｎ ｈ ｓ ｐａ ｅ ｉ ｌ ｃ ｉ ｉ ｕ ｅ ｔ ｍ ｅ ｓ ｅ ｏ ｏ ｅ ｐｅ ｄ ｏｒ源自ａ ｕｒ ｒ ｔ ｔ ｓ ｅ ｆ
ｅｅ ｔ ｉ ｍａ ｈｉ ． Ｉ ｉ ｓ ｍｐｌ ｄ ｃ ｕ ａｔ ｔ ｔ ｓ ｃ ｎｔｏｌ ｈｅ ｙ ｔ ｍ ， ａ ｄ ｌ ｃ ｒｃ ｃ ｎｅ ｔ ｓ ｉ ｅ ａｎ ａ ｃ ｒ ｅ ｏ ｅ ｔ ｏ ｒ ｔ ｓ ｓ ｅ ｎ ｍａ ｅ ｈｅ ｆ ｒ ｈ ｒｄｅ ｅ ｏ ｋ ｓ ｔ ｕ ｔ ｅ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｎｉｎｔ ｎ ｒ ｅ ｖｅ ｅ ．
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｅ ｔ ｉ ａ ｈｉ Ｒｏｔ ｉ ｐｅ ｄ Ｓｉ ｇｌｃ ｐ Ｍ ｅ ｓ ｒ Ｅｌｃ ｒｃ ｍ ｃ ｎｅ ａｔｎｇ ｓ ｅ ｎ ｅ ｈｉ ａ ｕｅ
在 很多运 动 系统 的测控 中 ， 都需 要对 电机 的 转 速进 行 测量 ， 速度 测量 的精 度直 接影 响 系统 的控 制 情 况 ， 是关 系测 控效 果 的一 个重要 因素 。而在 电 它 机 的 转 速 测 量 中 ， 响 测 量 精 度 的 主 要 因 素 有 两 影 个： 一是 采样 点 的多少 ， 采样 点 越 多 ， 速度 测 量结 果 越 精确 ， 尤其 是对 于低 转速 的 测量 。 二是 采样 频率 ， 采 样频 率 越 高 ， 样 的 数 据 就 越准 确 ， 且 可 以有 采 而 效避 免误 采数 据 的现象 。 要使 电机 转速 测量 的结 果 准确 ， 首先 需要 确定
电机转速、电流、电压测量方法与原理
姓名：张廷刚学号：1420310064 研究方向：电力电子1、电流的检测方法电机控制系统的中的电流检测主要是对电机定子电流进行检测，电流检测的常用方法主要有：采样电阻法、电流互感器法、霍尔电流传感器法等。
1.1 采样电阻法采样电阻测电流的原理：将采样电阻串接在要监测的电路回路里，电流流过时，在采样电阻两端产生压降，这样就把电流信号转化为电压信号。
然后，对该电压信号进行处理变换，输入到微处理器的A/D单元，完成检测的目的。
1.1.1 采样电阻的使用条件使用采样电阻检测方法实现简单，成本低，但是很难做到电阻值稳定不变，采样精度不高，不能提供准确的电流值。
而且反馈控制电路与主电路没有隔离，在电机驱动控制系统中，万一功率电路的高电压通过反馈电路进入控制电路，将危及到控制系统的安全。
因此，采样电阻一般应用在精度要求不高、成本敏感，温度低的应用场合。
1.2霍尔电流传感器法在电机控制系统中，主要使用霍尔电流传感器对电机三相定子电流进行检测。
一般将霍尔电流传感器紧紧的套在三相定子电流导线上，并通过信号调理电路进行处理，经如图1所示电路，从而对电流进行检测。
图1定子电流检测及信号调理电路1.2.1 霍尔电流传感器的使用条件霍尔电流传感器的工作原理主要基于霍尔器件和磁补偿原理进行检测，因此使用使用时应避免电磁干扰对传感器的影响。
此外霍尔电流传感器的供电电压必须在传感器所规定的范围内，超过此范围，传感器不能正常工作或者可靠性降低。
霍尔电流传感器的电源、输入、输出的各连线导线必须正确连接，不可错位或反接，否则可能导致产品损坏。
安装环境应无导电尘埃及腐蚀性。
应避免剧烈震动或者高温。
1.3 电流互感器法电流互感器法是将电流互感器串连在电机三相定子电流导线中，利用变压器原、副边电流成比例的关系进行电流大小的转换检测。
其工作原理、等电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。
电动汽车再生制动系统电机转速测量研究
电机馈 电过 程 中 ， 电机处 在发 电状 态 下 ， 外 电 源 不再 提供 电能 ，在惯性 或 负载 带动 下 电机转 子 旋转 ， 电机 定子 绕组 上 产生感 应 电动势 ， 若 此 时 电
机 外 电路 能 形成 一个 回路 ，就 产 生一 个 ｊ 三 相交 流 的 制动 电流 ， 电机提 供能量 。 此时 电机驱 动控制 器
验结果表 明， 所提 出的电机转速测量方法和设计的电机转速测量 系统能实现设计
功能， 满足 电动 汽 车再 生制动控 制 系统 的要 求 。
关键词 ： 再生制动
霍尔位置传感器
单片机 电机转速
与方波
为核心的数字化测速系统以处理能力强 、 成本低 、
引 言
由于纯 电动汽车的车载储能系统存储能量有 限， 为了提高电动汽车的续驶里程 ， 需要提高电动 汽车的能量利用率。再生制动系统能够在 电动汽 车制动过程 中将动能再生转换成电能 回收到储能 系统 中， 提高了电动汽车的能量利用率。 已有的研 究表明，采用再生制动系统能够使能量利用率提 高８ ％～ ２ ５ ％ ｏ 】 。在电动汽车 电机控制系统 中， 转速
摘
要
再生制动 系统能够提 高能量利用率， 在 电动汽车上配置再 生制动 系统能够提
高电动 汽车 的 续驶 里程 。再 生制动 过程 中控 制 系统 需要 获取 电机 转速 信 号 ， 判 断 电机 馈 电电压 的 大 小 ， 选择 采取 升 压 或 者 降压再 生制 动模 式 ， 因此 获取 精 确 的 电 机 转速信 号 有助 于对再 生制动 过程 进行 准 确的控 制 。 在分 析 电机 霍 尔位 置信 号特
之 间 的关 系 。
电动 汽车再 生 制动控 制 系统 的结 构 示意 图 如 图 ｌ 所 示 。 该控 制 系统 以再 生制 动控 制 器 为 中心 构建 ， 与 电机控 制 器 相 对 独立 ， 相 互 间协 调 工 作 。 再 生制 动控 制 系统 所实 现 的功 能主 要包 括 以下 几
电机测速方案
电机测速方案引言电机测速是工程领域中常用的技术之一，用于测量电机的转速。
在很多应用中，准确地获得电机的转速信息对操作和控制电机至关重要。
本文将介绍几种常见的电机测速方案，包括：脉冲计数法、霍尔传感器测速法和反电势测速法。
1. 脉冲计数法脉冲计数法是一种直接测量电机转速的方法，它基于电机转子上的一个装置，通常是一个光电传感器或磁性传感器，用于检测转子上的特定标记或轨迹。
该装置发出一个脉冲信号每当转子经过一个标记或轨迹。
脉冲计数法的测速原理非常简单，通过统计每个时间段内的脉冲数量，可以计算出电机的转速。
计算转速的方法可以是简单的计数频率，即脉冲数除以时间；也可以采用更高级的算法，如利用滑动窗口计算平均值，以减少测量误差。
脉冲计数法的优点是测量过程简单，成本低廉。
但是它也有一些局限性，比如只能测量触发信号的次数，不能实时获取转速变化的细节，以及对于高速转动的电机可能无法实时处理大量的脉冲信号。
2. 霍尔传感器测速法霍尔传感器测速法是一种基于霍尔效应的测速方法。
霍尔效应是描述电流通过导体时受到的磁场影响的现象，利用霍尔传感器可以检测到电机转子旋转时的磁场变化。
这种变化可以转换成电压信号来测量转速。
在应用中，霍尔传感器通常放置在电机的固定部分上，而磁场源则装在电机转子上。
当转子旋转时，霍尔传感器会生成一个脉冲信号，其频率与转速成正比。
通过检测和计数脉冲信号，可以计算出电机的转速。
霍尔传感器测速法的优点是能够实时获取转速变化的信息。
此外，它也可以检测电机的方向变化，因为脉冲信号的相位变化可以指示电机的转动方向。
然而，对于某些电机，特别是低速转动的电机，使用霍尔传感器可能会面临信号噪声和分辨率不够的问题。
3. 反电势测速法反电势测速法是一种利用电机的反电势信号来测量转速的方法。
反电势是电机自身在运行中产生的电动势，它与电机转速成正比。
通过测量反电势的大小，可以推算出电机的转速。
在实际应用中，反电势信号通常是由电机定子上的绕组产生的。
基于定子电流谐波的异步电机转速测量研究
基于定子电流谐波的异步电机转速测量研究基于定子电流谐波的异步电机转速测量研究涉及多个方面。
定子电流谐波分析是一种非侵入式的测量方法，可以用于获取异步电机的转速信息。
当三相异步电动机的定子绕组流过三相对称电流时，气隙中会产生旋转磁场。
这个磁场会与转子相互作用，驱动转子旋转。
在这个过程中，定子和转子上的导电齿槽会使得定子电流产生谐波。
通过测量这些谐波，可以反推出电机的转速。
具体来说，可以通过检测定子电流中的谐波频率来推算转速。
当电机转动时，转子导电齿槽会切割定子磁场的磁力线，产生感应电动势，进而产生电流。
这个电流的频率与转速成正比，因此通过测量电流的频率就可以推算出转速。
此外，还可以利用傅里叶分析等信号处理方法对定子电流谐波进行分析，提取转速信息。
这种方法具有非侵入式、无需安装传感器等优点，并且可以在电机运行过程中实时监测转速。
然而，由于异步电机的参数和工况条件变化会对定子电流谐波产生影响，因此需要进行参数辨识和工况条件估计。
此外，定子电流谐波的分析精度和抗干扰能力也需要进一步提高。
综上所述，基于定子电流谐波的异步电机转速测量研究是一个涉及多个方面的复杂问题。
需要综合考虑电机参数、工况条件、信号处理技术等方面来提高测量精度和可靠性。
转速测量方法
摘要转速是工程中应用非常广泛的一个参数 , 往往成为某一产品或控制系统的核心部分。
本测量系统采用 8088cpu 控制 , 利用霍尔元件由转速产生的脉冲 , 对转速进行测量。
因而可以很方便的和工业控制计算机进行连接 , 实行远程管理和控制 , 进一步提高现代化水平。
本设计利用霍尔效应对旋转物体进行检测的转速测量系统。
该系统采用霍尔传感器把转速信息转换为电压脉冲输出, 8088cpu 对脉冲计数并进行相应的数据处理, 再用四位 7段 LED 数码管显示测量结果。
文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法, 然后开始软件设计部分, 包含系统初始化程序的设计、数据接收和处理程序的设计、显示程序的设计三个模块。
根据各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图,并编出其具体的程序。
本课题完成了硬件和软件系统的设计,实现了转速测量系统的测量,转速计算、显示功能,完成了设计的要求。
关键词 8088;转速测量;霍尔传感器第一章序言1.1设计内容及技术要求 :设计一转速测试系统,测试直流电机的转速。
具体功能如下:1,采用 4位 LED 数码管实时显示转速值(即最高测速为 9999转 /分 ,显示格式为:n=XXXX, X 为测试值。
2,测试方法:可采用定时计数方式。
定时时间到时,可读取转数脉冲的计数值并将其转化为十进制进行显示。
1.2课题研究的目的和意义目前,在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。
对于工业测试,水利,机械等方面,转速是重要的控制参数之一。
尤机在工业测试系统中,大部分旋转仪器需要测定目前的转速,对机械设备进行故障预防。
因此,如何利用先进的数字技术和计算机技术改造传统的工业技术,提高监控系统的准确性,安全性,方便性是当前工业测控系统必须解决的一个问题。
转速测量方法较多,而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,这种测量方技术已不能适应现代科技发展的要求,在测量范围和测量精度上,已不能满足大多数系统的使用。
电机转速和转子位置数字测量方法的研究
样 时 间 。利用 测量 信号 处理 电路 对编码 器 脉冲信 号 进行 预处 理 ， 可得 到 测 量周 期 内编 码 器 脉 冲信 号 个数 ， 这个 脉 冲信 号 个 数 包含 有 整 数 和 小 数两 部 分 。其 中的小数 部分 即为码盘 脉 冲信 号 和采样 信 号之 间 的相 对 位 置 ， 因此 综 合 Ｍ／ 法 可 以 同 Ｔ
时测量 出 电机 的转 速 和转子 位置 。
改进 ， 它们 的测 量 精度 和 分 辨 率也 各 不 相 同 。文
献 中按 照测 速时采 样 时间是否 变化将 这些 测速 方 法 分 为两类 ： 一类 是 采 样 时 间变 化 依赖 于测 量 频
率 ， Ｃ Ｔ法ｒ ； 一类 是采样 时 间 固定 的 ， 样 如 Ｅ ２另 采 时间不 随测量 频率 变化 而变化 ， Ｄ 如 Ｂ法 ｒ 。 ３ ］
Ｋｅ ｗｏｄ ：ｙ ｔ ｅ ｉｅ Ｔ ｓｉ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｓ ｅ ｄ ｒｔ ｒｐ ｓｔｏ ｙ ｒ ｓｓ ｎｈ ｓｚ ｄＭ／ ｅｔｍａｉ ｔ ｏ ｐ ｅ ｏｏ ｏ ｉ ｎ ｏ ｉ
１ 引 言
目前 ， 高精度 的交 流 电机 数字 控制 系统 中 ， 在 电机转 速与转 子位 置 的测 量通 常是采 用安 装在 电 机 轴上 的光 电 编码 器 。在 给 定 的测 量 周 期 内 ， 编 码 器 随着 电机转速 的变化 输 出相应频 率 的数字 脉
ＣＳ ＤＴ 法 。
本 文提 出 的综 合 Ｍ／ 法 同样 采 用 固定 的采 Ｔ
冲信号 ， 利用 不 同 的方 法对 这 些 脉 冲信 号 进 行 处
理 ， 得到多 种数 字测速 方法 。文献 Ｅ ］ 述 了各 可 １概
种测速 的方 法 ， 些 方 法 是 对 Ｍ 法 或 者 Ｔ 法 的 这
电机测转速的方法
电机测转速的方法电机测转速，是为了获取电机的运行状态信息，以便于对电机的工作性能进行评价和分析。
电机测转速的方法有多种，下面将从机械测量和电气测量两个方面详细介绍。
机械测量方法：1. 霍尔传感器测量：利用霍尔传感器感知电机转子的磁极位置，从而推断转子的转速。
霍尔传感器是一种常用的磁敏传感器，通过感知电机转子上的永磁体磁场变化来产生电信号，从而实现测量转速的功能。
2. 光电传感器测量：利用光电传感器感知电机转子的传动轴上设有标尺或编码盘，转子旋转时使标尺或编码盘产生光电信号，通过信号的频率和脉冲数量计算出转速。
3. 机械编码器测量：机械编码器是一种旋转编码器，通过转子旋转时产生的机械脉冲信号来测量转速，机械编码器一般包括磁性编码器、光栅编码器和码盘编码器等。
电气测量方法：1. 变频器测量：在交流电机系统中，通过电机驱动器中的变频器控制电机的转速，变频器内置转速检测功能，可以直接读取电机的实时转速。
2. 编码器反馈测量：很多电机系统中都会配置有编码器作为反馈装置，通过编码器可以实时采集电机转子的位置信息，并通过位置信息的变化来推断电机的转速。
3. 频率测量法：直接使用频率计或频率表测量电机的输出频率，由于电机的转速和输出频率成正比关系，因此可以通过输出频率来推断电机的转速。
除了上述的测量方法外，还可以采用数字信号处理技术结合数字信号处理器或微控制器进行测速。
通过采集转速信号，进行滤波处理、数字滤波等算法处理，可以获得更为精确的转速测量结果。
总的来说，电机测转速的方法有多种多样，可以根据实际情况和需求选择合适的测量方法。
在实际工程应用中，常常需要综合考虑转速测量的精度、成本、可靠性等因素，以选择合适的测速方法。
希望上述内容能够对电机测转速方法有所帮助。
多普勒效应的电机转速测量
多普勒效应的电机转速测量
多普勒效应是一种物理现象，用于测量电机等旋转物体的速度。
它的原理是，当一个
振动源（例如一个旋转的电机）向前移动时，发出的声波的波长会缩短。
相反地，当振动
源向后移动时，声波的波长会变长。
这是因为声波的移动速度是固定的，而当振动源向前
移动时，声波在前方堆积，使得频率更高的声波到达接收器，而当振动源向后移动时，声
波在后方堆积，使得频率更低的声波到达接收器。
多普勒效应可以用来测量这些声波的频
率变化，从而计算出旋转物体的速度。
在电机转速测量中，通常使用超声波传感器来检测声波的频率变化。
传感器发出超声
波并接收回波，从而测量时间间隔，并计算声波的速度。
传感器的发射频率通常在20 kHz 到200 kHz之间，这个区间的声波可以被人类耳朵听到，但足够高，以便在电机运行时检
测到频率变化。
传感器的位置也很重要。
为了最大程度地减少误差，传感器应放置在环绕电机的位置。
这可以确保传感器在电机旋转时，能够检测到所有的频率变化。
如果传感器放置在旋转轴
线上，它只会检测到一个特定的频率，因此不适合测量电机转速。
对于使用多普勒效应进行电机转速测量的应用，有一些局限性。
例如，当电机的运行
速度非常低时，声波的频率变化非常微弱，难以检测。
此外，多普勒效应也可能受到其它
声音干扰的影响，比如来自其他机器的声音，或者周围环境的回声。
总的来说，多普勒效应是一种可靠的电机转速测量方法，尤其是在高速运转的情况下。
虽然它有些限制，但它仍然是工业应用中最常用的方法之一。
一种新型电机转速测量方法的研究
无 论 是对 于高转 速还 是低转 速 系统 ，都具 有较 高
的检测 精度 。 可 以看 出 。无论 是Ｔ 、Ｍ法 还是 Ｍ Ｉ ，其 法 厂’ 法
在低 频时 ，如 不延长采 样 时间 ，那 么 ，要 提
图 １ 测 颇 法 原 理 图
收稿 日期 ：０ ８ ０ ０ ２ ０ —１ － ６
很 大的误差 。
１ Ｍ／法 （ ３ １ ｒ 测频率周 期法）
．
可将 转 速测 量 分 为 测频 法 （ ） Ｍ法 、测 周期 法 （ Ｔ 法）和Ｍ／法 （ Ｔ 测频 率周期法）等几 种方法 。
１１ 测 频 率 法 ．
．
图１ 示 是测 频 法 原理 图 。从 图 １ 以看 出 ， 所 可 转 速 传 感 器测 出 的 脉 冲 经整 形放 大后 送 入 计 数 器 ，然 后 由标 准 时钟 信 号产 生 的方 波 进 行分 频 ， 并 定 时 １ 钟 。那 么 ，１ｓ 得 到 的 计数 器 值 即为 ｓ 钟 电机 转速 。对 于每秒 钟转 速小 于１ 的低频 系 统 ， 圈
图５ 转 速 测 量 原 理 图
量方法 。
图５ 示 。该 方 法 将 传 感 器 安装 在 电机 转 轴 上 ， 所
２ 基 于ＭＭ ７ ６ 加 速 度计 的转 速 测 量 Ａ ３１
２１ ＭＭＡ ３ １ 介 ． ７６ 简
当转 轴 转 动 时 ，传 感 器 随 同转 轴 一 起 转 动 。 这
利 用Ｍ法无法 准确测 出其转 速。
１ ． 测 周 期 法 ２
Ｍ／法 是 同时 检测 时 间 并检 测 光 脉 冲发 生器 １ ｒ 所 产生 的转 速脉 冲信号 个数 的一 种方法 ，其测试
原 理 图如 图３ 示 。 由于是 同时对 两 个 脉 冲信号 所
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收稿日期:2005209202
作者简介:于炳亮(1964-),男,研究员,从事海洋仪器表研究。
文章编号:100224026(2005)0520041202电机转速测量方法研究
于炳亮
(山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001)
摘要:介绍了几种基本的电机转速的数字测量方法,并以一种利用Intel 的8089单片机和旋转式光电编码器构
成的数字实时转速检测系统为例,详细阐述了如何选择和综合应用几种转速测量方法,来实验最佳的转速测
量。
关键词:电机;转速;测量
中图分类号:TH86 文献标识码:A
1 概述
转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。
不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。
在电机的转速测量中,影响测量精度的主要因素有两个:一是采样点的多少,采样点越多,速度测量结果越精确,尤其是对于低转速的测量。
二是采样频率,采样频率越高,采样的数据就越准确。
2 常用的数字测量方法
电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理[1],根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。
根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法(测频法)、T 法(测周期法)和M ΠT 法(频率Π周期法)。
2.1 M 法(测频法)
在规定的检测时间内,检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。
虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性,因此M 法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差。
当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此M 法适合于高速测量。
2.2 T 法(测周期法)
它是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。
相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。
在极端情况下,时间的测量会产生士1个高频脉冲周期,因此T 法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时,才有较高的测量精度,所以T 法适合于低速测量。
第18卷 第5期
2005年12月
山东科学SH ANDONG SCIE NCE V ol 118 N o 15Dec 12005
2.3 M ΠT 法(频率Π周期法)它是同时测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速。
由于同时对两种脉冲信号进行计数,因此只要“同时性”处理得当,M ΠT 法在高速和低速时都具有较高的测速精度。
3 用单片机实现电机转速测量
3.1 系统设计
在本系统中,为了能够使测速结果在整个转速范围内的准确性和分辨率达到最佳,并满足快速的动态响应要求,我们将速度范围分为两部分并分别采用两种方式进行检测。
方式1采用T 法,对应于高速段。
假设时钟频率为f ,编码器每转脉冲数为P ,则对应的实际转速计算公式为:
n =60f ΠM 1P 单位为:r Πm
其中M 1为时钟脉冲数。
方式2对应于低速段,采用M ΠT 法,实际转速可用下式表示:
n =60fM 2ΠM 1P
其中M 2为同一时间内脉冲数。
图1 测量电路3.2 硬件实现
在计算机调速系统中大都采用光电编码器来测量转
速,由于它的输出为脉冲量,可以与计算机的接口直接相
连。
但是,光电编码器在低速时输出脉冲数很少,采用一
般的计数方法很难保证准确性
[2]。
为此,除了采用前述的基本思路外,同时利用8098单片机的高速输入口进行计数,以提高测量精度
[3],见图1。
3.3 软件设计采用设置标志的方法来实现在定时条件下及时进行
两种检测方式的转换,以减小对速度采样的影响。
软件流程图如图2所示。
图2 软件流程图
4 结论
M ΠT 法可在整个速度范围内获得高分辨率,M 法在高速段分辨率
较低,T 法在低速段分辨率较低。
而采用M ΠT 法和T 法相结合,可在
全速范围内获得高分辨率。
通过使用本文所述两种检测方法及相应
电路,可在不损失精度和分辨率的前提下获得快速响应。
参考文献:
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[2] 刘飞龙,裴海龙.光电编码器四倍频电路的实现及应用[J ].自动化仪表,
2000,21(9):4-6.
[3] 封小钰,蒋贞荣.利用8089单片机实现高精度实时转速测量[J ].电测与仪
表,1997,34(5):23-26.(下转第51页)
24山 东 科 学 2005年
4 结束语
总之,在抗干扰设计中,关键是保证屏蔽体的导电连续性。
根据屏蔽效能公式,尽量使各种开孔符合规范。
对于不可焊接的缝隙,通过使用机械加工的手段、加装电磁密封衬垫等措施,保证缝隙处的导电连续性,从而提高仪器本身的抗干扰能力。
有效的屏蔽对设备自身产生的电磁波也同样有效,不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。
参考文献:
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[2] 徐鹏根,等.电磁兼容性原理及应用[M].北京:国防工业出版社,1996.
[3] 钱振宇.3C 认证中的电磁兼容测试与对策[M].北京:电子工业出版社,2004.
Application of EMI shielding technique in electronic equipments
G UO Y an 2ping ,S ONG Wen 2jie ,Y U H ong 2bo
(Institute o f Oceanographic Instrumentation ,Shandong Academy o f Sciences ,Qindao 266001,China )
Abstract :E MI shielding is one of the m ost im portant methods to deal with E MC problems.F ocusing on the E lectromagnetic leak in the taches of choosing case materials and coping with hole and gap ,the corresponding E MI shielding methods are provided.The problem that the standard of equipment exceeds the one of E MC is effectively s olved .
K ey w ords :E MC ;E MI shielding ;hole ;gap ;electric rubber
(上接第42页)
Study on measuring methods for rotary speed of electromotor
Y U Bing 2liang
(Institute o f Oceanographic Instrumentation ,Shandong Academy o f Sciences ,Qingdao 266001,China )
Abstract :This paper presents s ome basic digital measuring methods for rotary speed of eleetrom oter.One digital real 2time detect system on rotate speed was specially discussed in this paper which combined the technologies of Intel 8089single 2chip and rev olving photoelectricity coder and realized the best rotate speed measure.
K eyw ords :electrom otor ,rotate speed ;measure 15第5期郭颜萍,等:用电磁屏蔽技术在电子设备中的应用。