基于霍尔传感器的测速仪设计毕业设计论文
毕业论文_基于霍尔传感器的转速测量设计[管理资料]
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-晶体震荡频率。单位Hz。
-输入脉冲数，反映转角。
-时基脉冲数。
“M法”测量误差分析
由转速公式：
给出
因定时时间和输入脉冲不能保证严格同步，以及在T内能否正好测量外部脉冲的完整周期个数，所以m1可能产生一个脉冲的量化误差，故转速变化：
（2-7）
其相对误差为：
（2-8）
（2-9）
霍尔器件是有半导体材料制成的一种薄片，其长为l，宽为b，厚度为d。若在垂直于薄片方向（即沿厚度d的方向）施加外磁场，在沿长为l的方向的两端面加外电场，则其内部会有一定的电流通过。由于电子在磁场中运动，所以将受到一个洛仑兹力，其大小为：
F=qVB,
式中：F为洛伦兹力；q为载流子电荷，V为载流子运动速度，B为磁感应强度。
由于受洛伦兹力，电子的运动方向轨迹将发生偏移，在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电兹积聚或电荷过剩，形成霍尔电场。在霍尔器件两个侧面间形成的电位差为霍尔电压，其大小为：
U=RBI/d
式中：R为霍尔常数，I为控制电流。设K=R/d,它称为霍尔器件的灵敏系统，表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。若控制电流保持不变，则霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化。根据这一原理，可将一块永久磁钢固定在电动机转轴上转盘的边沿，转盘随被转轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔元件，电机旋转时，霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，故可输出脉冲信号，其频率和转速成正比，测出霍尔元器件输出的脉冲周期或频率即可计算出转速。
Keywords
12
第一章
在直流电机的多年实际运行的过程中，机械测速电机不足之处日益明显，其主要表现为直流测速电机DG中的炭刷磨损及交流测速发电机TG中的轴承磨损，增加了设备的维护工作量，也随着增加了发生故障的可能性；同时机械测速电机在更换炭刷及轴承的检修作业过程中，需要将直流电动机停运，安装过程中需要调整机械测速电机轴与主电机轴的同轴度，延长了检修时间，影响了设备的长期平稳运行。
利用霍尔传感器构建自动测速控制装置
利用霍尔传感器构建自动测速控制装置摘要：霍尔传感器是一种利用霍尔效应来实现磁-电转换的新型传感器，它具有较高的灵敏度、很好的线性度、高稳定性、体积很小、便于操作、寿命很长等优点。
针对霍尔传感器的这些优点，分析它的构造，本文论述了利用霍尔传感器来进行测量，用霍尔传感器进行自动测速的设计，并绘出了电路框图，完成了元件参数设置和测量电路仿真。
此系统是先把电信号先检测出来，然后再把此电信号转换成便于传输和处理的可用电信号，最后利用信号处理和显示电路测出数据，制作出高效率、高实用的自动测速电路。
关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机； 89C51； LCDAutomatic speed control device measuring circuitcomposed with hall sensorsAbstract: Hall sensor Hall effect achieved using magnetic - electric conversion of a sensor, it has many advantages, such as high sensitivity, good linearity, high stability, small size, easy to operate, life very long, etc, these advantages Hall sensor for analysis of its structure, the use of Hall sensors measuring principle, the proposed design method Hall sensor application circuit, draw the circuit diagram, complete the component parameters and measuring circuit simulation, this system is a first electrical signal first detected, then convert this electrical signal is then easy to transport and processing into usable electrical signals, and finally the use of signal processing and display, circuitry measured data to produce a high-efficiency, high-speed circuit practical automatic.Keywords:Motor Speed Measurement; Hall Sensor; SCM; 89C51; LCD目录一、绪论 (1)1.1、课题背景及意义 (1)1.2、课题设计目的和要求 (1)二、霍尔传感器自动测速系统硬件设计 (2)2.1、总体硬件设计思想 (2)2.2、系统电路设计 (2)2.3、霍尔元件 (2)2.4、霍尔传感器测量原理 (3)三、霍尔传感器自动测速电路软件设计 (4)3.1、程序设计流程图 (4)3.2、应用程序设计 (5)四、单片机 (5)4.1、单片机芯片的简介 (5)4.2、软件的编写与调试 (8)五、显示电路设计 (13)5.1、显示模式 (13)六、调试 (14)6.1、硬件静态调试 (14)6.2、硬件动态调试 (14)6.3、软件调试 (14)七、霍尔传感器自动测速电路设计原理框图与PC (15)八、总结 (16)九、参考文献 (17)一、绪论1.1、课题背景及意义传感器是现代信息系统的感官，它可以采集和获取信息，在工业、农业、交通、通信等行业中传感技术已得到广泛的应用。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计【摘要】本文主要围绕基于霍尔传感器的测速系统进行研究设计。
在我们介绍了背景信息、问题概述以及研究意义。
接着在我们分析了霍尔传感器的原理，设计了测速系统的硬件，并提出了信号处理算法。
随后我们进行了性能测试与分析，并对系统进行了优化设计。
最后在我们总结了实验结果，展望了设计未来的发展，并讨论了工程应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为基于霍尔传感器的测速系统的设计与应用提供有益的参考和指导。
【关键词】霍尔传感器、测速系统、硬件设计、信号处理算法、性能测试、系统优化设计、实验总结、设计展望、工程应用前景1. 引言1.1 背景介绍随着传感器技术和信号处理算法的不断发展，基于霍尔传感器的测速系统也得到了越来越多的关注和研究。
针对传统测速系统在精度和稳定性方面存在的问题，如测量误差大、响应速度慢等，基于霍尔传感器的测速系统设计成为了一个研究热点。
通过对霍尔传感器原理的深入研究、硬件设计、信号处理算法的优化以及系统性能的测试与分析，可以实现测速系统的高精度、高稳定性和高性能。
本文将对基于霍尔传感器的测速系统设计进行深入探讨和研究，旨在提高测速系统的测量精度和响应速度，为工业自动化领域提供更加可靠的测速解决方案。
1.2 问题概述在现代社会中，测速系统是汽车、火车、船舶等交通工具中不可或缺的组成部分。
通过测速系统，可以实时监测交通工具的速度，以确保安全驾驶和精准控制。
传统的测速系统存在一些问题，如精度不高、响应速度慢、易受外界干扰等。
为了解决这些问题，本文将基于霍尔传感器设计一种新型的测速系统。
问题一：精度不高传统测速系统常常受到机械磨损、温度变化等因素的影响，导致测速精度不高。
而霍尔传感器具有高分辨率、高灵敏度的特点，可以有效提高测速系统的精度。
问题二：响应速度慢传统测速系统的信号处理速度较慢，无法及时反映交通工具的变速情况。
而通过优化信号处理算法和采用高速霍尔传感器，可以显著提高测速系统的响应速度。
(完整版)基于51单片机和霍尔开关传感器的转速测量仪毕业论文
基于５１单片机和霍尔传感器的转速测量仪摘要系统由传感器、信号处理、系统软件等部分组成。
传感器采用霍尔开关传感器（ＪＫ８００２Ｃ），负责将转速转化为脉冲信号；信号处理电路（反相器７４ＬＳ１４）包含待测信号整形反相等部分，波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTLCMOS兼容信号。
处理器采用５１单片机，显示器采用单片机开发板自带的8位LED数码管动态显示。
课题背景在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。
数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
单片机技术的日新月异，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。
采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。
由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。
1.硬件部分概述１.１系统组成框图系统框图原理如图１－１所示，系统由传感器、信号处理、数码管显示、蜂鸣器超速报警和系统软件等部分组成。
传感器采用霍尔开关传感器（ＪＫ８００２Ｃ），负责将转速转化为脉冲信号。
信号处理电路反相器７４ＬＳ１４）包含待测信号波形变换、波形整形等部分，波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTLCMOS兼容信号。
处理器采用５１单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。
１.２霍尔传感器测转速原理及特性霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由磁钢、霍耳元件等组成。
测量系统的转速传感器选用SiKO 的ｊｋ８００２ｃ的霍尔传感器，其响应频率为100KHz，额定电压为5-30（V）、检测距离为10（mm）。
霍尔传感器论文传感器论文
霍尔传感器论文传感器论文测功率霍尔传感器设计分析摘要:根据霍尔元件的工作原理,设计出利用霍尔元件测量电功率的霍尔传感器,根据霍尔元件传感器设计原理和性能指标,设计出所要利用的霍尔元件的材料、尺寸,预测其能达到的效果;确定产生使霍尔元件工作的磁场螺线圈,并指出霍尔元件可能产生的误差及所进行补偿措施。
关键词:功率;霍尔元件;传感器1 霍尔功率变换器的设计原理由霍尔元件的工作原理可知,霍尔电势与B、I的乘积成正比,若能把功率P=UI中的转化UI为B、I的乘积,则可以通过测量出UN的大小来计算出P的大小,霍尔功率变换器就是根据这一思路设计的。
霍尔功率变换器中通过霍尔元件两端的电流由负载电压及所串电阻R决定,电磁感应强度B由串联与负载上的线圈产生,其大小与负载电路中的电流成正比。
原理图如图1所示。
有一固定线圈串联连接于负载,故其所产生的磁场将比例于负载电流霍尔元件并联连接于负载端,流过的电流正比于负载电压.最终,在霍尔元件的a-b之间霍尔电压将正比于负载电流与电压乘积的瞬时值.在正弦交流电路中,电压电流相量分别为它们之间相位差为φ则:为电路转换系数,则由(1)(2)(3)得-K其中为霍尔元件的灵敏度系数为电路转换系数为线圈产生磁感应强度的常数。
滤掉二次谐波后输出的电压与网络的有功功率成正比,电能为2 霍尔元件尺寸的确定霍尔电势不但与材料的电阻率和迁移率有关,而且还与材料的几何形状和尺寸有关。
一般要求霍尔元件的灵敏度越大越好,霍尔元件的灵敏度与厚度成反比。
因此,厚度越薄,灵敏度越高。
但也并不是越薄越好,因为元件减薄后,输出和输入阻抗将很大,这就必须降低激励电流,否则元件的功耗很大,并引起温升,对器件工作非常不利。
当霍尔元件的宽度w加大,或1/w减小时,载流子在偏转过程中的损失将加大,通常要对霍尔电势进行修正:式中f(1w)为形状效应系数,其修正值(12)如表1。
可以看出,当1w 大于3时,f(1w)内趋近1这时电流控制极的短路效应的影响几乎不存在了,因此,实际设计霍尔翼件时,考虑到加工的难易程度和机械强度,长宽比1w 一般取2-2.5就足够了,如果1w 取得过大,反而使霍尔器件的输出电阻变大,增加输入功耗,降低输出效率。
毕业设计论文-基于霍尔元件的自行车速度感应器设计
基于霍尔元件的自行车速度感应器设计随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。
自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。
本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。
以AT89C52单片机为核心，A44E霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用24C02实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。
文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。
硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。
软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。
关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示ABSTRACTWith the developing of people 'lisfe, the bicycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people ' s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In this paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design.KEY WORDS: Mileage / speed; Hall element; Single chip microcomputer; LED1绪言 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题的主要任务及内容 (1)2自行车的速度里程表总体方案设计 (2)2.1任务分析与实现 (2)2.2自行车的速度里程表硬件方案设计 (2)2.3自行车的速度里程表软件方案设计 (4)3自行车的速度里程表硬件电路设计 (5)3.1概述3.2传感器及其测量系统 (5)3.2.1 霍尔传感器的测量原理 (5)3.2.2集成开关型霍尔传感器 (6)3.3单片机的原理及应用 (7)3.3.1单片机原理简介 (7)3.3.2单片机的引脚功能介绍................ 错误！未定义书签3.3.3单片机中断系统介绍.................. 错误！未定义书签3.3.4单片机定时/计数功能介绍 ............... 错误！未定义书签3.4其他器件的介绍..................... 错误！未定义书签3.4.1存储器的介绍..................... 错误！未定义书签3.4.2 74LS74芯片的介绍................ 错误！未定义书签3.4.3 74LS244芯片的介绍................ 错误！未定义书签3.5单片机外围电路的设计................. 错误！未定义书签3.5.1时钟电路的设计.................. 错误！未定义书签3.5.2 复位电路的设计.................. 错误！未定义书签3.5.3显示电路的设计................... 错误！未定义书签3.5.4报警电路的设计.................. 错误！未定义书签4自行车的速度里程表软件程序设计.............. 错误！未定义书签4.1概述.......................... 错误！未定义书签4.2自行车的速度里程表总体程序设计............. 错误！未定义书签4.3中断子程序的设计..................... 错误！未定义书签4.4数据处理子程序的设计.................. 错误！未定义书签4.5显示子程序的设计..................... 错误！未定义书签5系统调试与分析....................... 错误！未定义书签5.1系统仿真调试..................... 错误！未定义书签5.2调试故障及原因分析................... 错误！未定义书签6结论与展望......................... 错误！未定义书签6.1结论.......................... 错误！未定义书签6.2展望.......................... 错误！未定义书签致谢............................. 错误！未定义书签参考文献........................... 错误！未定义书签附录............................. 错误！未定义书签1.1课题背景自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计【摘要】本论文介绍了霍尔传感器的原理，对霍尔传感器进行了深入研究，对霍尔传感器在测速中的实际运用进行了详细的分析，并对霍尔传感器测速系统进行了设计。
此系统以单片机为控制核心，通过霍尔传感器准确及时收集车方位信号和车轮转速等信息，实现了简单的加减速功能的基础上，还实现了汽车的测速功能、调速功能。
【关键词】霍尔传感器;测速;单片机1.研究背景与研究内容传感器，实际上是一种能量转换器，从外部接收被测量信息，并根据一定的法则，其他测量的或必要的形式的信息被转换成输出。
伴随着科学技术的发展，传感器技术在速度的测量领域上有很大的引用。
霍尔传感器是以霍尔效应为基础的，它是将被测量转变成电动势然后进行输出的传感器。
但是霍尔传感器的被测量的信息转换成电动势的效率很低、温度对传感器的影响大、要求转换精度较高，所以使用温度补偿来来弥补这些缺点是很有必要的。
本文进行了以下控制部分采用单片机来实现操作，汽车轮胎和车的转速是由霍尔传感器采集的信号，当信号变化时，可随时调整脉冲宽度调制控制电机和位置信号，本系统的实现简单，加速和减速功能的基础上，还完成了电动汽车速度、速度等。
1.1 传感器的组成传感器的类型有很多，这些传感器的作用是将各种非电输入量信号转变为电信号，其中非电输入量如光线、湿度、温度、位移、流量、重量、压力、电磁场等在自己控制的系统中就是利用了传感器把当前工作的环境转变成了电信号。
传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路以及辅助电源组成。
1.2霍尔传感器的原理准备金属或半导体元件的薄片;在这些薄片的两边进行通电，产生的电流记为I，在垂直于金属的方向添加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场的方向上（即霍尔输出端之间），就会产生电动势，电动势记为UH。
我们把这种现象称为霍尔效应。
UH=RHIB/d，式中：RH—霍尔常数，m3.C-1;控制电流，A;B-- 磁感应强度，T;霍尔效应传感器是一种基于霍尔效应原理的组件。
基于霍尔传感器自行车测速系统的设计
信息系统工程 │ 2018.7.2033SYS PRACTICE 系统实践一、前言随着经济的快速发展，生活节奏日益加快，由于缺少运动许多人被亚健康所困扰，骑行运动作为新时尚，成为越来越多人的首选运动方式。
再者随着私家车的日益普及，对道路资源有着更高的要求，部分城市由于人均道路面积较低致使交通拥堵，部分城市实行汽车限号出行，于是越来越多人选择自行车作为出行或上班的交通工具[1]。
自行车速度里程计作为辅助工具伴随着自行车越来越高的使用率迅速发展起来。
其功能也从简单的里程数据显示发展到速度显示、气温显示和时间显示，有些甚至还具备检测骑行者的心跳、热量损耗等功能，实时反映骑行运动情况，使骑行者适当调节运动量，达到健康运动与代步的最佳效果。
但是随着功能的增加，传感设备不断引入，耗电量不断增大，传统电池式供电已经满足不了多功能速度里程计的供电需求。
本设计提出了一款基于霍尔传感器的自行车速度里程计，该设计采用测脉冲周期的方法进行测量，用骑车过程产生的机械能发电，并用12864液晶直接显示出来里程数、速度值、日期和时间。
该设计弥补市面上电池式里程表不定期更换电池的不足，具有安装方便，节能等优点。
二、 系统方案设计本系统以STC89C52系列单片机核心处理元件，通过霍尔传感器来检测自行车车轮运转状态，传感器将不同的车轮转速转换成不同频率的脉冲信号输入到单片机，单片机计算出骑行速度和此次骑行里程数以及里程累积统计，最后用液晶显示屏将速度与里程显示给用户[2]。
用户可以通过按键设定速度上限，当自行车超速时，系统发出报警声提示用户。
系统的结构框图如图1所示。
图1 系统的结构图三、系统硬件设计自行车里程表以STC89C52RC 单片机作为控制核心，速度检测传感器采用霍尔元件，用LCD12864作为显示输出，外部中断0用作对车轮转动的圈数进行计数输入[3]。
E2PROM 存储器24C02可以掉电保存数据，记录所设置的速度上限值。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计本文将介绍一种基于霍尔传感器测速的系统设计。
首先，我们将介绍霍尔传感器的原理及其在测速领域的应用。
然后，我们将说明系统设计的硬件和软件部分，并提供一些实现的详细步骤和代码样例。
最后，我们将讨论系统的使用和未来发展方向。
1.霍尔传感器的原理及其在测速领域的应用霍尔传感器是一种广泛应用于电子测量和控制领域的磁电传感器。
它基于霍尔效应实现了磁场强度的测量。
霍尔效应是指当一根导电体在它的两端受到垂直于它轴线的磁场作用时，导电体两端将产生电位差，并产生电流。
这种现象被称为霍尔效应，其应用范围包括磁场测量、高速计数、速度及位置测量等。
在测速领域，霍尔传感器可以被用于测量旋转马达、风扇等电动机的转速，以及车速传感器。
它基本上由一个霍尔元件、磁性旋转部件和信号处理电路组成。
当磁性部件旋转时，霍尔传感器产生脉冲输出，并通过信号处理电路进行滤波和判断去除噪声并计算旋转速度。
2.系统设计的硬件在本系统的设计中，我们使用了ATmega16微控制器。
该微控制器拥有集成的定时器/计数器、I/O端口和模拟/数字转换器，并提供用于驱动霍尔传感器的电源。
软件设计如下是本系统的软件设计步骤：第一步：引脚初始化。
根据系统设计，我们设置微控制器的引脚，包括I/O端口和模拟/数字转换器。
第二步：设置定时器/计数器。
我们使用一个16位定时器/计数器来捕获传感器输出脉冲的时间。
定时器/计数器可被配置为外部时钟源模式，通过外部霍尔传感器的输出来计数。
第三步：捕获时间。
当外部霍尔传感器产生脉冲时，定时器/计数器会记录时间，并将捕获的时间发送到计算模块进行处理。
第四步：计算旋转速度。
我们使用输出脉冲的计数值和时间来计算旋转速度。
计算公式为：旋转速度=输出脉冲数/单位时间第五步：输出数据。
计算完旋转速度后，我们将数据输出到显示单元，并同时记录数据以便后续分析。
4.系统的使用和未来发展方向本设计的系统可用于多种应用，特别是那些需要精确测量旋转速度和位置的应用。
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。
基于霍尔传感器的电机测速装置
基于霍尔传感器的电机测速装置一、本文概述随着工业自动化技术的不断发展，电机测速装置在各类机械设备中的应用越来越广泛。
电机测速装置不仅能够实时监测电机的转速，为控制系统提供准确的反馈信号，还能够有效地保护电机和机械设备，避免因超速或低速运行而引发的故障。
本文将介绍一种基于霍尔传感器的电机测速装置，详细阐述其工作原理、系统组成、性能特点以及在实际应用中的优势。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解基于霍尔传感器的电机测速装置的基本概念和关键技术，为其在实际工程中的应用提供有益的参考和指导。
二、霍尔传感器基本原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁电转换器件，它的基本原理是霍尔效应。
霍尔效应是指在一个通电的半导体薄片中，当外加一个与电流方向垂直的磁场时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生一个附加的电压，这个电压被称为霍尔电压。
霍尔传感器主要由霍尔元件、放大器、温度补偿电路等部分组成。
其中，霍尔元件是霍尔传感器的核心部分，通常由砷化镓、锑化铟等半导体材料制成。
当磁场穿过霍尔元件时，会在其两侧产生电势差，这个电势差与磁场强度成正比。
放大器则将这个微弱的电势差放大，使其能够被后续电路处理。
温度补偿电路则用于补偿温度对霍尔元件性能的影响，保证测量的准确性。
在电机测速装置中，霍尔传感器通常被用来检测电机的旋转速度。
具体来说，将霍尔传感器安装在电机的转轴上，当电机旋转时，转轴上的磁铁会周期性地穿过霍尔传感器的磁场，从而在霍尔元件中产生周期性的电势差。
通过测量这个电势差的频率，就可以得到电机的旋转速度。
霍尔传感器具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点，因此在电机测速装置中得到了广泛的应用。
随着科技的发展，霍尔传感器的性能也在不断提高，为电机测速技术的发展提供了有力的支持。
三、电机测速原理及方法电机测速装置的核心在于准确、快速地获取电机的转速信息。
这通常依赖于特定的传感器和相应的测速原理。
霍尔传感器是一种广泛应用于电机测速的感应器件，其工作原理基于霍尔效应。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计引言随着科技的不断发展，传感器技术在各个领域中得到了广泛的应用，其中包括了测速系统。
测速系统是用来测量物体的速度，常常用在汽车、电动车、风力发电机等领域中。
在测速系统中，霍尔传感器因其稳定性和高精度而备受青睐。
本文将从霍尔传感器的原理出发，设计一套基于霍尔传感器的测速系统。
一、霍尔传感器的原理霍尔传感器是一种能够检测磁场的传感器，通过检测磁场的变化来实现测速、测距等功能。
它的原理基于霍尔效应，即当导体中的电流通过时，会产生一个与该电流方向垂直的磁场。
当这个导体放在另一个磁场中时，霍尔传感器能够测量到这个外磁场对其产生的影响，从而实现对其速度和位置的测量。
1. 系统组成基于霍尔传感器的测速系统主要由霍尔传感器、信号处理模块、显示模块和电源模块共四大模块组成。
- 霍尔传感器：负责检测磁场的变化，将变化的信号传递给信号处理模块。
- 信号处理模块：接收并处理来自霍尔传感器的信号，通过算法得出物体的速度信息。
- 显示模块：将通过处理得到的物体速度信息以数值形式显示在显示屏上，方便用户观察。
- 电源模块：负责为整个系统提供电力支持。
2. 系统工作流程当物体运动时，霍尔传感器感应到磁场的变化，产生相应的电信号。
这些电信号经过信号处理模块进行处理，得出物体的速度信息，然后通过显示模块展示给用户。
整个系统需要电源模块提供电力支持。
3. 系统设计关键技术在基于霍尔传感器的测速系统设计中，需要考虑以下几个关键技术：- 霍尔传感器的选型：要根据实际的应用场景选择合适的霍尔传感器，考虑到测速范围、精度、工作温度等因素。
- 信号处理算法：通过对霍尔传感器采集到的信号进行处理，得出准确的速度信息。
这需要设计合理的信号处理算法。
- 显示模块的选择：选择合适的显示模块，以便将处理得到的速度信息清晰地展示给用户。
- 电源模块设计：需要合理设计电源模块，以确保整个系统能够稳定地工作。
4. 系统实现步骤基于霍尔传感器的测速系统的实现步骤如下：- 选型：根据实际需求选型合适的霍尔传感器和其他相关模块。
基于霍尔传感器的测速系统设计
基于霍尔传感器的测速系统设计霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，它能够测量磁场的强度和方向，并将这些信息转换成电信号输出。
由于其简单、稳定和高精度的特点，霍尔传感器在工业控制、汽车电子、智能家居等领域被广泛应用。
在测速系统设计中，基于霍尔传感器的测速系统具有灵敏、精准、稳定等优点，能够满足各种复杂环境下的测速要求。
一、基于霍尔传感器的测速系统原理基于霍尔传感器的测速系统主要通过测量被测物体的运动产生的磁场变化来实现测速。
当被测物体运动时，磁场的变化会引起霍尔传感器输出电信号的变化。
通过对这些电信号进行处理，可以得到被测物体的速度。
基于霍尔传感器的测速系统原理简单，但需要设计合理的电路和信号处理算法来提高测速系统的性能。
二、基于霍尔传感器的测速系统设计1. 传感器选择在设计基于霍尔传感器的测速系统时，首先需要选择合适的霍尔传感器。
传感器的选择应考虑被测物体的形状、大小、速度范围等因素。
通常情况下，需要选择灵敏度高、温度稳定、抗干扰能力强的霍尔传感器。
2. 信号处理电路设计基于霍尔传感器的测速系统需要设计合理的信号处理电路，以提高传感器信号的稳定性和准确性。
信号处理电路主要包括前端放大电路、滤波电路和模数转换电路。
前端放大电路用于放大霍尔传感器输出的微弱信号，滤波电路则用于去除噪声，模数转换电路将模拟信号转换成数字信号，方便微处理器进行后续处理。
3. 微处理器选择和算法设计在基于霍尔传感器的测速系统中，微处理器起着核心的作用。
微处理器可以对传感器输出的数字信号进行处理，并通过算法计算被测物体的速度。
微处理器的选择应考虑功耗、计算能力、接口数量等因素。
需要设计合理的速度计算算法，以提高系统的测速精度和响应速度。
4. 整体系统集成基于霍尔传感器的测速系统设计完成后，需要对传感器、信号处理电路、微处理器等部分进行整体系统集成。
在整体系统集成过程中，需要进行严格的电路布线和连接，同时进行可靠性测试，确保系统能够正常工作。
毕业设计(论文)基于霍尔传感器的电机测速装置的设计与实现[管理资料]
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广东白云学院毕业设计(论文)开题报告题目：基于霍尔传感器的控制电机测速装置的设计与实现课题类型：论文□设计□学生姓名学号：班级：07自动化2班专业（全称）：自动化系别：电子信息工程系指导教师：2010年 10月基于霍尔传感器的电机测速装置的设计与实现摘要在工业生产生活中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发电机、电动机、机床主轴等旋转设备的实验运转和控制中，常需要分时或连续测量、显示其转速及瞬时速度。
为了能精确地测量转速，还要保证测量的实时性，要求能测的瞬时速度。
针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C52为控制核心的转速测量系统，本文介绍基于霍尔传感器的电机测速系统，该系统利用霍尔传感器采集脉冲信号，通过定时计数法程序，将转速结果实时显示出来。
实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。
关键词: 单片机;电机测速系统;霍尔传感器;定时SENSOR BASED ON HALL OF MOTOR SPEEDDEVICE DESIGNABSTRACTIn the course of industrial production in life often need to measure speed encounter various occasions. For example, AT the engines motors machine tool spindles and other rotating equipment’s operation and control of the piolt often need frequent time-sharing or continuous measurements show its speed and instantaneous order to accurately measured. The rotate spee measurement system for the common engine is designed with the single chip paper inroduces a microcomputer-based hall sensor speed system,the syetem uses Hall sensor pulse signal collected through the timer counting algorithm programs,will speed the results of real-time disply. The result of the experiment shows that the measurement system is able to satisfy the requirement of the engine rotate speed measurement.Key words:Single-chip;Motor Speed System; Hall sensor; Timing目录第1章绪论 (6)基于霍尔传感器的电机测速装置的现状 (6) (6)第二章基于霍尔传感器的电机测速装置总体方案设计 (8)系统原理框图设计 (8)总体方案的论证 (9) (9)转速测量方案论证 (9)电机驱动方案论证 (10) (10)转速显示方案论证 (10)PWM软件实现方案论证 (11)各模块的分析、计算与硬件电路设计 (11) (11)电机驱动电路的设计 (12)2.LCD显示电路与STC89C52的接口设计 (13)第三章本系统各部分功能程序设计 (14)系统总程序框图设计 (14)电机转速测量程序设计 (15)按键控制程序设计 (15)LCD显示程序设计 (18)PWM信号的单片机程序实现 (19)第四章本系统的实现与调试 (20) (20) (20) (21)软件部分调试 (23) (23)第五章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录1：硬件总图 (28)附录2：电路PCB版图 (29)附录3：ISIS 7 PROFESSIONAL仿真图 (31)附录4：基于霍尔传感器的电机转速装置元件清单 (32)附录5：程序清单 (33)第1章绪论基于霍尔传感器的电机测速装置的现状霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，我国从７Ｏ年代开始研究霍尔器件，经过２０余年的研究和开发，目前已经能生产各种性能的霍尔元件，霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点。
基于霍尔传感器的计数器--大学毕业设计论文
在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。
数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
单片机技术的日新月异，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。
采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
本次实验是要利用霍尔传感器来测量转速。
由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。
目录一、设计目的---------------------------- 1二、设计任务与要求- ------------------------- 12.1 设计任务-------------------------- 12.2 设计要求-------------------------- 1三、设计步骤及原理分析------------------------ 23.1 设计方法-------------------------- 3 3.2 设计步骤-------------------------- 53.3 设计原理分析 ------------------------ 7四、课程设计小结与体会------------------------ 8五、参考文献- ---------------------------- 9一、设计目的利用强磁铁与霍尔元件组成测试转体转速的测量电路，包括计数与显示电路。
二、设计任务与要求2.1 设计要求1. 实现基本功能2 ．完成3000 字设计报告3. 画出电路图4. 发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。
霍尔传感器电机转速测量系统的设计毕业设计论文
苏州经贸职业技术学院机电系应用电子技术（电子产品营销）专业毕业设计论文(霍尔传感器电机转速测量系统的设计)学生姓名：指导教师:2013年1月目录摘要 (I)绪论 (II)I 课题研究的目的和意义 (II)II 转速测量在国内外的研究 (II)III 主要研究内容 (II)第一章电机转速测量常用方法 (1)1.1 测频法（“M法”） (1)1.2 测周期法（“T法”） (1)1.3 本设计系统中采用的方法 (2)第二章系统总体方案设计 (3)2.1总体设计方案 (3)第三章硬件电路设计 (4)3.1 单片机最小系统设计 (4)3.1.1 时钟电路 (4)3.1.2 复位电路 (4)3.1.3 电源电路.......................................... 错误！未定义书签。
3.2 霍尔传感器测量电路设计 (5)3.2.1 霍尔传感器原理 (5)3.2.2 开关型霍尔传感器 (5)3.3 信号处理电路设计 (7)3.4 显示电路设计 (8)3.4.1 LCD1602简介 (8)3.4.2 LCD显示电路 (8)3.5 按键电路设计 (9)3.6 蜂鸣器报警电路设计 (10)第四章软件设计 (11)4.1 系统开发环境 (11)4.2 系统开发语言 (11)4.3 软件总体设计 (12)第五章系统调试 (13)5.1 Protues仿真 (13)5.2 系统调试结果 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录1 (18)附录2 ................................................... 错误！未定义书签。
摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
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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
4、显示部分电路
图4显示部分电路
四、系统的软件设计及流程图：
针对显示子程序，由于移位寄存器74LS164仅有串入并出作用没有译码功能，因此，在编写显示驱动程序之前，首先需要计算列写出与该电路对应的LED 段选码，然后由AT89C52的P3.0口送入74LS164的串行输入端，再并行输出到LED的段选端。
可见这种稳定的静态显示方式也省去了CPU的动态扫描过程。
电路中设计了4位LED显示器，其功能为：左首位为千位数或标志位，左二位为百位数，左三位为十位数，左四位为个位数。
据此，给出如图6所示的显示子程序流程图。
图6 系统设计流程图
五、总结:
基于霍尔传感器模拟测速系统主要对转速测量和控制原理进行了分析，利用霍尔传感器工作频带宽、响应速度快、测量进度高的特性，结合单片机控制电路，
设计出的一种实用的转速测量系统，实现了对脉冲信号的精确、快速测量，硬件成本低，算法简单，稳定性好，抗干扰能力强。
转速检测装置选用集成霍尔齿轮传感器采集转速信号，具有频率响应快、抗干扰能力强等特点。
霍尔传感器输出的信号经信号调理后，通过单片机对连续脉冲计数来实现转速测控，具有线路简单、实时性好、成本低、安装调试方便和节省空间等特点，尤其是在测量空间有限、轴偏心或传感器不便安装的条件下，该测量方法有明显的优势。
而对于该装置使用的T 法测速方式，它的误差率与时钟脉冲个数成反比，从而能实时地反映电机转速的变化过程。
最好采用串行口扩展的LED 显示接口电路可以在线调整LED 发光的亮度，获得视觉与功耗的最佳效果。
图7 实物效果图
参考文献
[1] 朱志伟、刘红兵.传感器原理与检测技术.南京大学出版社，2012-09.
[2] 张宏润.传感器技术大全.北京航空航天大学出版社，2012-12-18.
[3] 樊尚春.传感器技术及应用.北京航空航天大学出版社，1986.12~1990.4.
[4] 刘畅生.霍尔传感器实用手册.中国电力出版社，2009-07-01.
[5] 王俊杰.传感器与检测技术/霍尔传感器制作方法.清华大学出版社，2009-12-4.
谢辞
论文就此停笔，而时间飞逝，大学三年也要成为我们人生中的一段美好的回忆。
回忆起以前在大学里的点点滴滴，不经潸然泪下，不是我们不够成熟，而是我们太过怀旧。
大学里的同学，朋友，老师每一个人都在我们的心里留下了痕迹，让我们的青春变得丰富多彩。
就要走出校门，走上社会的道路，感慨颇多。
也许未来的路很艰辛，很坎坷，但是有老师和同学们的祝福支撑我们勇敢面对未来；也许未来快乐，幸福，但是我们不会忘记给身边的人一份微笑，因为有你们在我们才会开心。
在大学我们学到的不仅仅是知识，更多的是做人的道理和如何与人相处的品质；在大学里我们不仅仅是参加部门，收获的是一起积攒下来的友谊，甚至亲情。
爱，滋润我们成长。
感谢老师，照顾我们成长，让我们学会更好的适应这个社会；感谢同学，让我们大学无憾。
未来的我们会努力拼搏，不让大家失望。
在此祝福老师身体健康，笑口常开，祝愿母校永远是那么美丽和谐。