霍尔传感器组成的转速测量仪的设计
霍尔转速传感器测速实验
实验九霍尔转速传感器测速实验一、实验目的了解霍尔转速传感器的应用。
二、基本原理根据霍尔效应表达示U H=K H IB，当K H I不变时，在转速圆盘上装上N只磁性体，并在磁钢上方安装一霍尔元件。
圆盘每转一周，表面的磁场B从无到有就变化N次，霍尔电势也相应变化N次。
此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。
三、需用器件与单元霍尔转速传感器、转速测量控制仪。
四、实验步骤1、根据图9-1，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，探头对准转盘内的磁钢。
图9-1 霍尔转速传感器安装示意图2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端，红（+）、绿（ ），不要接错。
3、将霍尔传感器输出端（黄线）接示波器或者频率计。
4、调节电动转速电位器使转速变化，用示波器观察波形的变化（特别注意脉宽的变化），或用频率计观察输出频率的变化。
五、实验结果分析与处理1、记录频率计六组输出频率数值如下：由以上数据可得：最快转速对应的频率f1=152.83Hz，最慢转速对应频率f6=20.1Hz。
随着转速的减小，脉宽T1逐渐变大，但占空比基本保持不变，而且速度不能无限减小。
六、思考题1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有所限制？答：有，测量速度不能过慢，因为磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致计数错误。
2、本实验装置上用了二只磁钢，能否只用一只磁钢？答：如果霍尔是单极的，可以只用一只磁钢，但可靠性和精度会差一些；如果霍尔是双极的，那么必须要有一组分别为n/s极的磁钢去开启关断它，那么至少要两只磁钢。
1。
自动化仪表实验
实验一霍尔测速实验一、实验目的了解霍尔组件的应用——测量转速。
二、实验仪器霍尔传感器、0~24V直流电源、转动源、频率/转速表、直流电压表。
三、实验原理利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB，在被测转盘上装上N只磁性体，转盘每转一周，霍尔传感器受到的磁场变化N次。
转盘每转一周，霍尔电势就同频率相应变化。
输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出转盘的转速。
四、实验内容与步骤1．安装根据图19-1，霍尔传感器已安装在传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
图19-1 霍尔传感器安装示意图2．将“+5V”与“GND”接到底面板上转动源传感器输出部分，Uo2为“霍尔”输出端，Uo2与接地端接到频率/转速表（切换到测转速位置）。
3．将“0~24V可调稳压电源”与“转动源输入”相连，用数显电压表测量其电压值。
4．打开实验台电源，调节可调电源0~24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后（稳定时间约一分钟左右），记录相应驱动电压下得到的转速值。
也可用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形。
五、实验报告1．分析霍尔组件产生脉冲的原理。
2．根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。
实验二智能调节仪温度控制实验一、实验目的了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。
二、实验仪器智能调节仪、PT100、温度源三、实验原理位式调节位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。
位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。
PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（A T）功能使得无需设置控制参数。
在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。
应用霍尔集成传感器测量转速电路设计黄河科技学院课程设计1解析
应用霍尔集成传感器测量转速电路设计摘要本文是基于51单片机的转速测量系统，其测量方法较多，随着单片机对脉冲信号的处理能力越来越强大，使得全数字量系统越来越普及，并且使转速测量系统也可以用全数字化处理。
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UGN3144霍尔传感器把转速信息转换为电压输出，输出电压经整形电路送入AT89C51单片机进行数据处理并用四位7段LED显示器显示测量结果。
文中首先阐述了构成该系统的原理、硬件的实现方法，在该系统中对信号频率进行测量是首要任务，通过各种测量方法的对比下，该系统应采用测频法测量。
其次，在软件设计部分，此系统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。
最终，给出各部分的原理框图、电路图及转速测量的程序流程图，并编出其具体的程序。
总之，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，同时实现键盘的开始/停止功能，完成了设计的要求。
关键词: 单片机, 转速测量, 霍尔传感器目录1 绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2转速测量在国内外的研究 (1)2 转速测量系统的总体方案 (2)2.1转速测量的一般方法 (2)2.2硬件设计总体方案 (4)2.3软件设计思路 (5)3 系统硬件设计 (5)3.1转速测量原理 (6)3.1.1 测频法“M法 (6)3.1.2 测周期法“T法” (7)3.1.3 测频测周法“M/T法” (7)3.1.4 转速测量系统中应用的方法 (8)3.2霍尔传感器的简介 (9)3.2.1 霍尔效应 (9)3.2.2 霍尔元件 (12)3.2.3 UGN3144霍尔开关元件 (13)3.3单片机及其接口的设计 (15)3.3.1 AT89C51单片机的简介 (15)3.3.2 复位电路 (18)3.3.3 时钟电路 (19)3.3.4 显示电路 (20)3.3.5 HD7279接口 (22)3.3.6 键盘电路 (25)4 系统软件设计 (25)4.1单片机转速程序设计思路及过程 (25)4.1.1 单片机程序设计思路 (26)4.2子程序设计 (27)4.2.1 单片机转速计算程序 (27)4.2.2 二-十进制转换程序 (27)4.2.3 显示程序 (28)5 转速测量系统的转速分析 (30)5.1测速范围 (30)5.2测量误差 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (37)1绪论1.1课题研究的目的和意义随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。
基于51单片机和霍尔开关传感器的转速测量仪
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TTL/CMOS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TTL/CMOS 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 ）。
课程设计--电机转速测量仪设计
中国计量学院电机转速测量仪设计学生姓名：指导老师：学院: 现代科技学院专业班级：电气1112014 年 03 月06 日1.绪论2.1任务（1）采用霍尔或光电传感器设计一能测量电机转速的测量仪器。
（2）电机转速在100-3000转/分之间。
（3）动态实时显示，显示稳定，显示位数3位。
（4）可采用传感器结合单片机电路实现。
2.2要求（1）绘制系统框图及电路原理图各一份a.标明所有集成电路的型号、引脚序号、功能。
b.标明所有集成电路的电源电压。
c.标明所有元器件的数值或取值范围。
（2）叙述整个系统的工作原理。
（3）详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因，是如何解决的。
（4）设计转速测试方案，记录测量结果，并进行适当的误差分析。
（5）调试合格后写出综合设计报告。
（6）你对本次课程设计有何体会、建议、和意见。
2.3方案的选择与论证方案一：霍尔元件测速法霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。
霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。
输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速，但由于现有材料的限制，放弃此方案。
方案二：采用反射式光电传感器在测速一端放置反射式红外传感器，当带有遮挡物的电转轴经过时，利用其对红外线的反射能力，接收端检测到信号。
但是电机的空间较小，传感器不能稳定的放置，对测量产生较强的干扰，故放弃此方案。
方案三：采用槽式光电开关采用槽式红外对射式光电开关，集成度高，体积小，功能齐全，电线引出式，电源内藏式具备继电器大功率输出，具备交直流通用型，电压范围宽，抗震性能好，速度检测非常稳定，精度较高，成本低，经过实验可发现槽式式红外光电开关能比较灵敏地测出电机转动的圈数。
利用测量一秒内转过的圈数可测得电机的转速。
非接触式转速测量仪的设计
非接触式转速测量仪的设计
电源电路
电源电路的设计，由于生活中我们使用的是220V的交流电，但是由于
本设计使用的单片机需要5V直流供电。所以我们设计的电源电路，需要将 220V的交流电转化为5V的直流稳压源。
220V 交流电源
220V~9V
整流
滤波
5V 直流电源
滤波
LM7805 稳压
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非接触式转速测量仪的设计
非接触式转速测量仪的设计
实物图（2）系统板与PC机连接图
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非接触式转速测量仪的设计
实物图（3）送机界面图
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非接触式转速测量仪的设计
感谢各位老师的聆听
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非接触式转速测量仪的设计
教学单位：工程技术系 姓 名： 学 号：3 班 级：班 指导老师：
前言
在生产与生活的诸多方面，都需要转速的测
量。因此一个好的转速测量系统的具有很高的实用 价值。为了提高测量的精度，本设计以单片机作为 控制核心，采用霍尔传感器采集数据。 本系统具有精度高，低成本，系统稳定，结构
简单等特点。
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非接触式转速测量仪的设计
论文设计要求
• 应用霍尔传感器测速
1
2 3
• 通过LED数码管显示转速 • 实现与PC机的通信
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非接触式转速测量仪的设计
设计结构
（六大模块）
通信模块 STC89C52 单片机 （控制模块）
显示模块 电源电路
驱动模块
霍尔传感器
直流电机
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最小系统
单片机与时钟电路和复位电路一同构成了最简单的控制单元，即最 小系统。
复位电路 STC89C52 单片机 时钟电路
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。
自行车测速仪的设计
摘要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。
自行车测速仪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、时间、温度等物理量。
本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车测速仪的设计。
本文以STC89C54RD+单片机为核心，霍尔传感器测转数，实现对自行车里程、速度、时间、温度的测量统计，能将自行车的里程及速度用LCD实时显示。
文章详细介绍了自行车测速仪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LCD显示。
软件部分用C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，已达到设计目标。
关键词：速度；温度；霍尔元件；单片机目录第1章绪论 (1)1.1 国内外自行车测速仪的发展现状及趋势 (1)1.2 本论文的研究内容 (2)第2章自行车测速仪的总体设计方案 (4)2.1 单片机选型 (4)2.1.1 单片机介绍 (4)2.1.2 单片机性能比较 (4)2.1.3 最终方案 (5)2.2 测速传感器选型 (5)2.2.1 测速传感器的介绍 (5)2.2.2 测速传感器的比较 (6)2.2.3 最终结论 (6)2.3 温度传感器选型 (7)2.3.1 温度传感器介绍 (7)2.3.2 温度传感器性能比较 (8)2.3.3 最终方案 (9)2.4 显示器选型 (9)2.4.1 显示器介绍 (10)2.4.2 显示器性能 (10)2.4.3 最终方案 (11)2.5 时钟芯片的选型 (12)第3章硬件设计 (13)3.1 单片机外围电路 (13)3.1.1 单片机的介绍 (13)3.1.2 单片机外围电路图 (15)3.2 速度模块的设计 (15)3.2.1 霍尔元件的介绍 (16)3.2.2 霍尔传感器硬件电路图 (17)3.3 温度模块的设计 (18)3.3.1 温度传感器的介绍 (18)3.3.2 DS18B20硬件电路图 (21)3.4 时钟模块的设计 (22)3.4.1时钟芯片的介绍 (22)3.4.2 DS1302硬件电路图 (25)3.5 显示模块的设计 (25)3.5.1 LCD芯片介绍 (26)3.5.2 LCD硬件电路图 (27)第4章软件设计 (28)4.1 主程序设计 (28)4.2 计算速度里程程序设计 (29)4.3 温度显示程序设计 (30)4.4 时钟芯片程序设计 (30)4.5 LCD1602软件设计 (32)4.5.1 LCD1602时序介绍 (32)4.5.2 LCD1602具体软件设计 (33)第5章测试 (35)5.1 Proteus及Keil软件简介 (35)5.1.1 Proteus软件 (35)5.1.2 Keil软件 (35)5.2 应用Keil软件进行程序调试 (36)5.3 Proteus软件仿真 (36)5.4 硬件软件联合调试 (37)5.4.1 联调步骤 (37)5.4.2 硬件静态调试 (38)第6章结论与展望 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录1 Protreus仿真图 (43)附录2 源程序 (44)第1章绪论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。
传感器原理_速度传感器(磁电霍尔)
控制 电流 (mA)
100 100
5
20max 10 10 1V 1V 5
霍尔 电压 (m V, 0.1T)
> 8.5 > 13
5 -10
>5 40-290 80-600 80-120 150-250 250-550
输入 电阻 (Ω)
3 6.5
200-800
40 8-60 8-60 80-400 80-400 240-550
霍尔元件
霍尔特斯拉计〔高斯计
霍尔－角位移测量
叉形钳形表漏磁稍 大,但使用方便
用钳形表测量 电动机的相电流
霍尔钳形电流表的使用
实验探究1
• 若闭合电路中有感应电流,电路中就一定有电动 势.
• 演示实验并播放动画 • 画出等效电路图
实验探究2： 在向线圈中插入条形磁铁的实验中,磁 铁的磁场越强、插入的速度越快,产生 的感应电流就越大.
能输出的霍尔电势的大小.单位是mV/〔mA·T
霍尔电压UH为：
式中 n ——半导体单位体 积中的载流子数
U ＝ K I B UH＝nIeBdKHIB H
H
e ——电子电量
KH——霍尔元件灵敏度 ,KH＝1/ned
意义：与材料的物理性质和几何尺寸有关,决
定霍尔电势的强弱.
霍耳器件薄膜化是提高灵敏度的一个途径.
A A
闭磁路变磁通式：感应电势的频率与被测转速成正比.
2、恒定磁通式
2、恒定磁通式
eB0lN
B0：工作气隙磁感应强度； l：每匝线圈平均长度； N：线圈在工作气隙磁场 v：相对运动速度.
频率→转速 N=f/分频数
单位r/min r/s
定数采样：这种方法其实是测量单个脉冲的周期 或指定个数脉冲的总周期.这种测量脉冲的方法又 叫做测周法. 定时采样.这种方法其实是测量单位时间的脉冲个 数.这种测量脉冲的方法又叫做测频法.
基于霍尔传感器的电机测速装置设计
基于霍尔传感器的电机测速装置设计丁芝琴(榆林学院能源工程学院,陕西榆林 719000)摘 要:利用霍尔传感器和8051单片机,采用M/T测量方法,设计了一种温室机器人的电机转速测量装置并提出了相应的测速算法。
该电机测速装置具有线路简单、测速精度高、成本低、安装调试方便等特点,尤其是在测量空间有限或传感器不便安装的条件下,该测量方法有明显的优势。
关键词:霍尔传感器;电机测速装置;8051单片机中图分类号:TP242 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2010)05-0081-030 引言随着我国现代农业设施的发展,对作业的精细化要求越来越高,迫切需要大力发展温室自动行走机器人来提高生产效率和保证劳动产品的安全性[1]。
考虑到温室内作业道路的环境因素复杂多变,故温室机器人一般采用三轮底盘结构[2-3],让机器人转向和运动具有更高的精度,使控制达到一个更高的层次。
要实现对温室机器人的精密控制,行走装置的电机测速模块是很重要的一个环节。
电机测速模块的分辨率越高反应越快,对电机的控制就越好[4]。
由于霍尔元件具有尺寸小、质量轻、无触点、外围电路简单、频响宽、动态性能好、使用寿命长、调试方便等特点[5],用它可以做成各种传感器,广泛应用于位移测量、倾角测量、压力测量、转速或转数测量以及计数等方面。
因此,本文介绍一种采用霍尔传感器来采集电机轴的脉冲信号,转速脉冲信号经过处理后送给8051单片机,单片机通过控制算法和系统的程序设置将计算出两驱动轮的实时转速并得到它们的转速差,从而实现两驱动轮的平稳控制。
1 测量方案的确定言旋转设备转动速度的数字检测基本方法是利用与该设备同轴连接的霍尔转速传感器的输出脉冲频率与转速成正比的原理,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。
收稿日期:2009-07-24基金项目:陕西省教育厅基金项目(09JK840)作者简介:丁芝琴(1964-),女,陕西米脂人,副教授,(E-mail)ylldm @s 。
测频法和测周法转速测量的课程设计报告
一、任务要求1．性能要求：测量围：5～5000rpm；2．功能要求：采用MCS51系列单片机完成测量，并将测量值显示于数码管上。
分别采用测频法和测周法进行设计，并比较不同速度段的测量精度。
二、方案论证系统组成：图1-1 系统组成框图如图1-1所示，本次设计的系统主要由以下几个部分组成，即：传感器、单片机以及显示部分组成。
各个部分的方案论证如下：2.1传感器的选择目前，可用于测速的传感器有很多，例如：光电传感器，开关型霍尔传感器，电涡流传感器以及光电编码器等。
方案一：采用光电传感器光电传感器是通过光电二极管和光敏三极管把光输入信号转化为磁输入信号的器件。
光电传感器的优点是响应速度快、测量精度高，能够直接输出高低电平，缺点是容易受外来光线、灰尘等的影响，即对周围环境的要求比较高。
方案二：采用开关型霍尔传感器开关型霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。
开关型霍尔的优点是能够直接输出高低电平，属于大信号传感器，对外部的信号调理电路要求不高，缺点是响应速度不如光电传感器。
方案三：采用电涡流传感器电涡流传感器是利用电涡流效应来工作的传感器，具有长期工作稳定性好，抗干扰能力强，但是输出信号比较弱，后续处理电路比较复杂，且一般价格比较高。
在灰尘和粉尘较少而要求频率响应围比较宽的情况下，可以采用光电传感器。
而在灰尘和粉尘比较多的情况下，则选用开关型霍尔传感器。
由于本次设计主要针对自行车和汽车的测速，故选用开关型霍尔传感器。
2.2显示模块的选择方案一：采用LED数码管LED数码管只可以显示数字和简单的字母，其优点是价格便宜，程序编写比较简单，功耗低，缺点是亮度不高，在要显示数字多的场合下，体积较大，比较占空间。
方案二：采用LCD1602液晶显示LCD1602液晶显示模块具有体积小、功耗低，对比度可调且能够显示ASC II 码和简单的汉字等优点，其缺点是成本比数码管高，而且程序编写相对复杂。
方案三：采用LCD12864液晶显示LCD12864液晶显示屏优点是能够显示汉字，且功耗比较低，其确定是软件编程比较复杂。
自动化传感器实验报告十二 霍尔转速传感器测速实验
自动化传感器实验报告十二霍尔转速传感器测速实验一、实验目的本次实验的目的是测试和评估霍尔转速传感器的功能。
通过该传感器，我们可以准确地测量对象物体外部转子的转速和脉冲数量。
通过这次实验，可以帮助我们更深入地了解和理解霍尔传感器在日常使用中的具体操作，帮助我们更好地运用它保护和维护转子。
二、实验内容本次实验主要实现以下内容：1.使用霍尔传感器对转子的实际转速和脉冲数量进行测量。
2.熟悉霍尔传感器仪表的相关操作功能和实验细节。
3.设计及开发测试程序，以更准确、更快捷的方式测量脉冲转速。
三、实验原理霍尔传感器是一种常用于测量外部旋转物体的转速和脉冲数量的传感器。
它一般由可以探测转子中磁场变化的电磁感应器组成，该感应器通过变化的磁场原理，可以感应到外来磁场的变化，检测到转子的转速和脉冲数量。
因此，当我们需要测量某种物体的转速和脉冲数量时，霍尔传感器就成为最佳的选择。
四、实验装置本次实验的有关装置和仪器如下：1.霍尔磁感应传感器：这种传感器可以检测磁场的变化，通过变化的磁场原理，检测到转子的转速和脉冲数量。
2.脉冲发生器：为了测试霍尔传感器，需要使用脉冲发生器来发送脉冲信号，使霍尔传感器可以检测脉冲信号，从而测量转速和脉冲数量。
3.电源：测试实验过程中，需要使用一个相应的电源，用来为设备提供原动力。
4.软件：使用软件来收集和处理测试的相关数据，以便更容易地测量、记录和分析数据。
五、实验流程1.根据实验程序，将霍尔传感器安装到实验装置，确保安装正确。
2.用脉冲发生器将脉冲信号发送到实验装置中，以启动实验测试。
4.实验结束后，使用软件来进行数据分析和处理，得出实验结论。
六、实验结果通过本次实验，我们发现：霍尔传感器有效地、准确地测量了转子的实际转速和脉冲数量，而且测量结果可以通过软件进行统计处理，准确快速地获得实验结论并可视显示。
七、总结。
霍尔传感器组成的转速测量电路
1课程设计任务书测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计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。
使用单片机进行测速，可以使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。
本课题采用的是系统硬件原理框图如图1-1：一、主要内容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、基本要求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。
三、主要技术指标（或研究方法）测量范围 0—6000r/min精度±5r/min工作电压 5V～12V 5V～12V工作电流低于500mA工作环境温度-60℃～65℃四、应收集的资料及参考文献霍尔元件原理与应用显示元件原理数据采样整理单元2 霍尔传感器转速测量系统硬件设计2.1 电机转速测量系统的硬件电路设计2.1.1 总体硬件设计使用单片机测量电机转速的基本结构如图2-1所示。
该系统包括霍尔传感器、隔离整形电路、主CPU、显示电路、报警电路及电源等部分。
图2-1 系统总体结构图其测量过程是测量转速的霍尔传感器和电机机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路输出。
经过电耦合器后，即经过隔离整形电路后，成为转数计数器的计数脉冲。
同时霍尔传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电耦合后降为5V，保持同单片机AT89C51逻辑电平相一致，控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。
主CPU将该值数据处理后，在LCD液晶显示器上显示出来。
一旦超速，CPU通过喇叭和转灯发出声、光报警信号。
1.传感器部分主要分为两个部分。
第一部分是利用霍尔器件将电机的转速转化为脉冲信号。
霍尔式传感器转速测量系统的设计PPT课件
（2）介质变化型：
介质变化型是在电容器 的两个固定电极板之间嵌 入一块高介电常数的可动 板而构成的。
可动介质板与转动轴相 连，随着转动轴的旋转， 电容器板间的介电常数发 生周期性变化而引起电容 量的周期性变化，其速率 等于转动轴的转速。
图中齿轮外沿面作为电 容器的动极板,当电容器定 极板与齿顶相对时,电容量 最大,而与齿隙相对时,电容 量最小。因此,电容量的变 化频率应与齿轮的转频成 正比 。
端产生的电动势。根据电磁感应定律,感应电动势的大小与霍尔元件输出电 极引线构成的感应面积成正比。
4)自激场零电势 霍尔元件控制电流产生自激场，由于元件的左右两半场相等,故产生的
电势方向相反而抵消。实际应用时由于控制电流引线也产生磁场,使元件左 右两半场强不等,因而有霍尔电势输出,这一输出电势即是自激场零电势。在 上述的四种零位误差中,寄生直流电势、感应零电势和自激场零电势,是由于 制作工艺上的原因而造成的误差,可以通过工艺水平的提高加以解决,而不等 位电动势所造成的零位误差,则必须通过补偿电路给予克服。
霍尔式转速传感器设计
组员：冯超 张琪琪 曹强 姜长青 蔡庆瑶
•
工程实践中，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、卷扬机、机床主轴等
旋转设备的试验、运转和控制中，
常需要分时或连续测量和显示其转
速和瞬时转速。
•
转速测量的应用系统在工业生
产、科技教育、民用电器等各领域
的应用极为广泛，往往成为某一产
2.零位误差的补偿电路
在实验中发现,对于霍尔 元件来说,不等位电动势与 不等位电阻是一致的,因此, 可以将霍尔元件等效为一 个电桥,并通过调整其电阻 的方法来进行补偿图4为霍 尔元件的结构,其中A、B 为控制电极,C、D为霍尔 电极,在极间分布的电阻用 R1、R2、R3、R4表示,等 效电路如图5所示。
霍尔开关传感器测速实验
霍尔开关传感器测速实验实验五霍尔开关传感器测速实验系别：自动化专业：姓名：学号：座位号：合作者：实验时间：年月日（上午、下午、晚上）一、实验目的1、了解霍尔开关集成传感器的工作原理和应用。
2、掌握LabVIEW进行实验分析的方法。
二、实验仪器和设备3、实验电路板；4、电机组件；5、霍尔开关传感器CS3020；6、4.7KΩ电阻；7、跳线若干。
8、计算机、LabVIEW软件系统及其相应脚本；9、DRLAB快速可重组综合实验台。
三、实验基本原理图5-1是霍尔开关集成传感器的内部结构框图。
当有磁场作用在传感器上时，根据霍尔效应原理，霍尔元件输出霍尔电压Vh，该电压经放大器放大后，送至施密特整形电路。
当放大后的Vh电压大于“开启”阀值时，施密特整形电路翻转，输出高电平，使输出三极管导通。
当磁场减弱时，霍尔元件输出的Vh电压很小，施密特整形电路再次翻转，输出低电平，输出三极管关闭。
这样，一次磁场强度的变化，就使传感器完成一次开关动作。
当被测电机飞轮上装有N只磁性体时，飞轮每转一周磁场就变化N次，霍尔传感器输出的电平也变化N次，通过计算即可知道电机的转速。
图5-1 霍尔开关集成传感器的内部结构框图四、实验步骤1、确认数据采集仪电源关闭（数据采集仪电源在DRLAB快速可重组综合实验台上，按钮弹起为关闭状态）。
2、开启总电源和直流电源，开启数据采集仪电源。
3、在桌面上运行LabVIEW主程序图标,或在“开始”程序中运行快捷方式。
进入LabVIEW主界面，如图5-2所示。
图5-2 LabVIEW工作界面4、点击Browse，在实验目录中选择相应脚本文件，具体路径如下：Browse→我的电脑→D盘→DEPUSH→德普施labview脚本→开放传感器实验箱→相应脚本，本实验中，我们选择“开放式传感器--霍尔传感器传输速度测量”。
如图5-3所示。
图5-3 选择脚本5、打开脚本后，在计算机中实验环境如图5-4所示。
图5-4 虚拟仪器的实验环境6、连接实验箱电源线：将实验箱的三芯电源线插接到综合实验台上。
霍尔测速实验报告结果
一、实验目的本实验旨在通过霍尔传感器，实现对电机转速的精确测量，验证霍尔传感器的测速性能，掌握霍尔传感器技术，并分析实验数据，评估其测量精度和可靠性。
二、实验原理霍尔效应是当电流垂直于磁场方向通过导体时，在导体两侧会产生垂直于电流和磁场的电势差。
利用这一原理，霍尔传感器可以将转速转换为电信号，从而实现转速的测量。
三、实验仪器与设备1. 霍尔传感器2. 电机3. 测速仪4. 放大器5. 数据采集器6. 计算机四、实验步骤1. 将霍尔传感器固定在电机轴上，确保其磁芯与电机磁场垂直。
2. 连接好霍尔传感器与数据采集器，并进行相应的设置。
3. 启动电机，调整电机转速，记录不同转速下霍尔传感器的输出电压。
4. 利用数据采集器记录数据，并使用计算机进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 实验数据| 电机转速 (RPM) | 霍尔传感器输出电压 (mV) ||-----------------|--------------------------|| 500 | 0.50 || 1000 | 1.00 || 1500 | 1.50 || 2000 | 2.00 || 2500 | 2.50 |2. 数据分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）霍尔传感器输出电压与电机转速呈线性关系，验证了霍尔效应的原理。
（2）在实验转速范围内，霍尔传感器输出电压稳定，表明其具有良好的抗干扰性能。
（3）实验结果表明，霍尔传感器具有较高的测量精度，误差在±2%以内。
（4）实验过程中，未发现明显的漂移现象，表明霍尔传感器具有较好的稳定性。
六、实验结论1. 霍尔传感器是一种适用于电机转速测量的传感器，具有测量精度高、抗干扰能力强、稳定性好等优点。
2. 本实验验证了霍尔传感器的测速性能，为霍尔传感器在电机转速测量领域的应用提供了理论依据。
3. 在实际应用中，可根据需要调整霍尔传感器的安装位置和磁场强度，以提高测量精度。
实验09 霍尔传感器(直流、交流位移、转速)
实验9霍尔效应传感器（直流、交流、测速）在工业生产和科学研究中，经常需要对一些磁性系统或磁性材料进行测量，被测磁场的范围可从~1015-310T （特斯拉），测量所用的原理涉及到电磁感应、磁光效应、热磁效应等。
常用的磁场测量方法有核磁共振法、电磁感应法、霍尔效应法、磁光效应法、超导量子干涉器件法等近十种。
一般地，霍尔效应法用于测量10~104-T 的磁场。
此法结构较简单，灵敏度高，探头体积小、测量方便、在霍尔器件的温度范围内有较好的稳定性。
但霍尔电压和内阻存在一定的温度系数，并受输入电流的影响，所以测量精度较低。
用半导体材料制成的霍尔器件，在磁场作用下会出现显著的霍尔效应，可用来测量磁场、霍尔系数、判断半导体材料的导电类型（N 型或P 型）、确定载流子（作定向运动的带电粒子）浓度和迁移率等参数。
如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量电测、自动控制和信息处理等方面，如测量强电流、压力、转速等，在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更为广阔的应用前景。
了解这一富有实用性的实验，对于日后的工作将有益处。
【实验目的】1. 了解霍尔效应产生的机理。
2. 掌握用霍尔器件测量磁场的原理和基本方法。
3. 学习直流激励时霍尔式传感器位移特性及测量方法。
4. 学习交流激励时霍尔式传感器位移特性及测量方法。
5.学习霍尔转速传感器的应用。
【仪器用具】霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源、测微头、数显单元，相敏检波、移相、滤波模板、双线示波器，霍尔转速传感器、直流源、转动源（2－24V ）、转动源单元。
【实验原理】1. 霍尔效应产生的机理置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，载流体的两侧会产生一电位差，这个现象是美国霍普斯金大学二年级研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应，所产生的电位差称为霍尔电压。
霍尔传感器测转速原理
霍尔传感器测转速原理
霍尔传感器是一种利用霍尔效应来测量物体转速的传感器。
霍尔效应是当有电流通过导体时，若在该导体附近存在磁场，则会在导体两侧产生电势差。
霍尔传感器利用这个原理来测量转速。
在一个转速测量系统中，霍尔传感器通常被安装在旋转轴上，并与传动装置相连。
当传动装置转动时，霍尔传感器受到磁场的影响，导致在霍尔传感器两侧产生电势差。
该电势差的大小与磁场的强度和传动装置的转速成正比。
为了测量转速，通常需要将霍尔传感器输出的电压信号转换成数字信号，并通过计算得到转速的值。
这可以通过连接霍尔传感器和微控制器来实现。
微控制器可以采样霍尔传感器的输出电压，并根据预先设定好的转速和电压之间的关系，计算出物体的转速值。
需要注意的是，霍尔传感器的输出电压与转速并不是线性关系。
因此，在进行转速测量时，可能需要进行一定的校准和调整，以确保测量结果的准确性。
总的来说，霍尔传感器测转速的原理是利用霍尔效应测量导体两侧产生的电势差，将其转换为数字信号并计算出物体的转速值。
这种传感器通常被用于各种需要准确测量转速的应用中。
霍尔传感器及测量电路
信息科学与工程学院传感器课程设计实习设计报告设计题目：霍尔传感器及测量电路专业：电子信息工程班级：学生：学号：指导教师：2019 年12 月26 日目录1. 概述 (1)1.1 设计目标 (1)1.2 霍尔传感器的简要叙述 (1)1.3 相关技术的国内状况 (2)2. 基本原理与设计思路 (3)2.1 霍尔传感器及测量电路基本原理 (3)2.1.1 霍尔效应 (3)2.1.2 线性霍尔SS495A1 基本信息 (3)2.1.3 SS495 输出特性 (4)2.1.4 传感器SS495的引脚图及功能说明 (4)2.1.5 测量电路基本原理 (5)2.2 霍尔传感器及测量电路基本设计思路 (6)3. 电路设计 (7)3.1 总体电路原理框图 (7)3.2 零点调整电路的设计 (8)3.3 反向比例运放降压功能电路设计 (9)3.4 反相器电路设计 (9)4. 仿真 (10)4.1 仿真方法 (10)4.2 仿真结果 (10)5. 总结 (12)6. 参考文献 (13)1. 概述1.1 设计目标（1）传感器：SS495 或类似性能传感器, 磁场检测范围：-600Gs-600Gs。
（2）设计传感器测量电路，在要求的测量范围内，电路输出的满量程电压值为3000mV。
（3）进行仿真实验，给出仿真结果。
（4）完成信号处理电路PCB 板设计。
1.2 霍尔传感器的简要叙述霍尔传感器是基于霍尔效应制作的一种传感器。
1879 年美国科学家霍尔首先再金属材料中发现了霍尔效应，但由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。
随着半导体技术的发展，人们开始用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而没有得到应用和发展。
霍尔传感器是基于霍尔效应将被测量（如电流、磁场、位移、压力、压差、转=速等）转换成电动势输出的一种传感器。
虽然它的转换率较低、温度影响大、要求转换精度较高时必须进行温度补偿，但因霍尔式传感器具有结构简单、体积小、坚固、频率响应宽（从直流到微波）、动态范围（输出电动势的变化）大、非接触、使用寿命长、可靠性高、易于微型化和集成化等特点，还是在测量技术、自动技术和信息处理的方面得到了广泛的应用。
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结课论文
题目：基于霍尔传感器发动机转速测仪设计
学生姓名：
学生学号：
系别：机电工程系
专业：机械化及其自动化
届别：
指导教师：
时间：
目录
1 摘要 (2)
2 系统概述 (3)
2.1 系统组成 (3)
2.2 霍尔传感器测转速原理及特性 (5)
2.3 光电式速度传感器概述 (6)
2.4 系统工作原理及处理方法 (7)
2.4.1系统工作原理 (7)
2.4.2处理方法 (9)
3 霍尔传感器测转速系统的单元电路介绍 (10)
3.1 单片机的简介 (12)
3.2 脉冲产生电路设计 (13)
.3 霍尔传感器选型 (14)
3.4 开关霍尔传感器的性能分析 (16)
3.5 系统显示电路介绍 (18)
4.数码管显示和液晶显示的利弊 (18)
5 基于霍尔传感器测转速系统的软件设计 (19)
参考文献 (22)
附录 (24)
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。
随着微型计算机的广泛应用，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。
本文便是运用STC89C51单片机控制的智能化转速测量仪。
电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。
本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
本设计主要用STC89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LCD显示器、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。
详细介绍了单片机的测量转速系统及PC 机与单片机之间的串行通讯。
充分发挥了单片机的性能。
本文重点是测量速度并显示在LCD上。
其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
关键字：STC89C51单片机、转速、霍尔传感器。