最新传感器实验霍尔测速和光速测控
传感器测速实验报告(第一组)讲诉
传感器测速实验报告院系：班级：、小组：组员：日期：2013年4月20日实验二十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、基本原理利用霍尔效应表达式：U H=K H IB，当被测圆盘上装有N只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N次。
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量被测旋转物的转速。
本实验采用3144E开关型霍尔传感器，当转盘上的磁钢转到传感器正下方时，传感器输出低电平，反之输出高电平三、需用器件与单元霍尔转速传感器、直流电源+5V，转动源2~24V、转动源电源、转速测量部分。
四、实验步骤1、根据下图所示，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，调节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（+）、黑（ ），不能接错。
3、将霍尔传感器的输出端插入数显单元F，用来测它的转速。
4、将转速调解中的转速电源引到转动源的电源插孔。
5、将数显表上的转速/频率表波段开关拨到转速档，此时数显表指示电机的转速。
6、调节电压使转速变化，观察数显表转速显示的变化，并记录此刻的转速值。
五、实验结果分析与处理1、记录频率计输出频率数值如下表所示：电压（V) 4 5 8 10 15 20 转速（转/分）0 544 930 1245 1810 2264 由以上数据可得：电压的值越大，电机的转速就越快。
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、本实验装置上用了十二只磁钢，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。
实验二十一 磁电式传感器转速测量实验一、 实验目的：了解磁电式测量转速的原理； 二、需用器件与单元：磁电传感器、转动调节2-24V ，转动源单元。
霍尔元件测速原理说明及应用
霍尔测速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。
下面以常见的玩具电机作为测速对象，用CS3020设计信号获取电路，通过电压比较器实现计数脉冲的输出，既可在单片机实验箱进行转速测量，也可直接将输出接到频率计或脉冲计数器，得到单位时间内的脉冲数，进行换算即可得电机转速。
这样可少用硬件，不需编程，但仅是对霍尔传感器测速应用的验证。
1 脉冲信号的获得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。
图1 CS3020外形图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。
如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。
在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。
这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。
2 硬件电路设计测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。
通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。
所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。
多种传感器测速对比的实验报告
测速传感器实验报告系别:电子通信工程系班级:应电113班组号:第三组组员工作分配情况:连接电路:苏芳(110415248)记录数据:魏莹莹(110415216)分析数据:康书娟(110415237)拍照人员:刘素芳(110415238)实习报告:李颂(110415218)实习报告:李源(110415210)检查电路:王德福(110415215) 2013年4月20日磁电式传感器、光纤式传感器、光电传感器、霍尔传感器在测速方面的对比实验一. 实验目的1.了解磁电式传感器、光纤式传感器、光电传感器、霍尔传感器的结构及其特点;2.掌握磁电式传感器、光纤式传感器、光电传感器、霍尔传感器测量转速的方法;3.掌握磁电式传感器、光纤式传感器、光电传感器、霍尔传感器的实际应用.二. 实验仪器设备1.实训台、磁电式传感器、光纤式传感器、光电传感器、霍尔传感器、及其对应的测量模块、导线、万用表、电压表、示波器、电流表. 霍尔转速传感器、直流电源+5V，转动源2~24V、转动源电源、转速测量部分三. 实验基本原理利用不同的传感器的特性,把圆盘的转速转换成为电信号,通过对电信号的频率和电压的测量就能根据相应的公式计算出圆盘的转速.丛而达到测量转速的目的.四. 实验内容及步骤1.磁电式传感器测速电路基于电磁式感应原理,N匝线圈在磁场中的磁通变化时,线圈中感应电势的变化,因此当转盘上嵌入N个磁铁时,每转一周线圈感应电势产生N次变化,通过放大,整形和计数等电路即可测量转速.2.光纤式测速传感器测速时,光源发出的光由发射光纤传输并投射到反射镜片的表面,反射后由接收光纤接收至光敏元件,当反射片随转盘转动位置发生变化.其变化周期即为转动周期,由此可测量转动速度.3.光电传感器测速时,光源发出的光由发射光纤传输并投投射到反射镜片的表面,反射后由接收光纤接收至光敏元件,当反射片随转盘转动位置发生变化.其变化周期即为转动周期,由此可测量转动速度.4.霍尔式传感器测速电路实验利用霍尔效应的表达式,当被测圆盘上装上N只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化N次.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量被测旋转物的转速.五.电路连接图如下图所示:五.实验内容及步骤六. 实验小结：通过本次试验，我们了解了霍尔式传感器、磁电式传感器、光纤式传感器和光电式传感器的实验原理和它们之间的区别，并知道如何去使用它，意识到了团队合作的重要性，更激发了我们对传感器的更深层次的学习.。
实验七霍尔测速实验2022优秀课件
3、合上主机箱电源开关，在小于12Ｖ范围内(电压 表监测)调理主机箱的转速调理电源(调理电压改 动电机电枢电压)，察看电机转动及转速表的显示 情况。
4、从2Ｖ开场记录每添加１Ｖ相应电机转速的数据 (待电机转速比较稳定后读取数据)；画出电机的 ｖ—ｎ(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲 线。实验终了，封锁电源。
实1将霍尔转速传感器安装于霍尔架上，传感 器的端面对准转盘上的磁钢并调理升降杆使传感器 端面与磁钢之间的间隙大约为2～3ｍｍ。
2、首先在接线以前，合上主机箱电源开关，将主机箱 中的转速调理电源2—24ｖ旋钮调到最小(逆时针方 向转究竟)后接入电压表(显示选择打到20ｖ档)监测 大约为１.25V；然后封锁主机箱电源，将霍尔转速 传感器、转动电源按图16所示分别接到主机箱的相 应电源和频率／转速表(转速档)的Fin上。
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。
简述霍尔式转速传感器的检测方法
简述霍尔式转速传感器的检测方法霍尔式转速传感器是一种利用霍尔效应来检测旋转速度的传感器，可以广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
在使用霍尔式转速传感器时，需要进行一定的检测，以确保其正常工作。
1. 检查电路连接首先需要检查霍尔式转速传感器的电路连接是否正确。
传感器的电源、信号线、接地等线路需要正确连接，否则会影响传感器的工作效果。
此外，还需要检查电路中的电阻、电容等元器件是否正常。
2. 测量输出信号接下来需要测量霍尔式转速传感器的输出信号。
可以使用示波器或数字万用表等工具来进行测量。
在测量时，需要让被检测的旋转物体以一定的速度旋转，并观察传感器的输出信号是否正常。
如果输出信号不正常，可以考虑更换传感器或检查电路连接是否正确。
3. 检查磁铁霍尔式转速传感器的工作原理是利用磁铁产生的磁场来检测旋转物体的速度。
因此，磁铁的位置、磁场强度等因素都会影响传感器的工作效果。
在检测传感器时，需要检查磁铁的位置是否正确，磁场强度是否足够。
4. 检查传感器安装传感器的安装位置也会影响其工作效果。
在安装传感器时，需要注意传感器的位置、安装角度等因素。
如果传感器安装不正确，会导致传感器输出信号不准确或完全无法检测到旋转物体的速度。
5. 检查环境因素最后还需要考虑环境因素对传感器的影响。
例如，温度、湿度、电磁干扰等因素都会影响传感器的工作效果。
在使用传感器时，需要考虑这些因素，并采取相应的措施，以确保传感器正常工作。
霍尔式转速传感器的检测方法包括检查电路连接、测量输出信号、检查磁铁、检查传感器安装和检查环境因素等方面。
只有在对传感器进行全面的检测和调试之后，才能确保其正常工作，并为工业生产提供可靠的数据支持。
霍尔测速与光电测速
霍尔测速与光电测速 实验一、实验目的1、应用霍尔组件进行测量转速，了解霍尔传感器实现转速测量的工作原理与特性。
2、了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。
加深对光电式传感器工作特性的认识。
二、实验原理利用霍尔效应表达式：U H =K H IB ，当被测圆盘上装有N 只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N 次。
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量被测旋转物的转速。
本实验采用3144E 开关型霍尔传感器，当转盘上的磁钢转到传感器正下方时，传感器输出低电平，反之输出高电平。
光电式转速转速传感器有反射型和透射型两种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源通过转盘上开的孔透射后由光电二极管接受转换成电信号，由于转盘上有相间的6个孔，转动时将获得与转速及孔数有关的脉冲，将电脉冲计数处理即可得到转速值。
三、实验设备霍尔转速传感器、光电传感器、转动源、转动源电源、转速测量部分、直流稳压电源、频率/转速表 等四、实验步骤1．安装根据右图，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
（光电传感器的安装方法与霍尔传感器安装方法相似）2．将+5V 直流源加于霍尔转速传感器的电源端。
3．将霍尔转速传感器的输出输出接到面板上的接到频率/转速表的“fin ”。
4．调节转动源的输入电压，使转盘的速度发生变化，观察频率计的频率变化。
5．调节转动源的输入电压，使转盘的转速发生变化，把界面切换到示波器状态，观察并记录传感器输出波形的变化。
6．光电转速传感器已经安装在转动源上。
7．将+5V 直流电源加于光电转速传感器的电源端。
8．将光电转速传感器的输出接到面板上的接到频率/转速表的“fin ”。
9．将面板上的2-24V 输出电源调节到5V ，接入转动电源处。
10．调节转动源的输入电压，使转盘的速度发生变化，观察转速表上转速的变化。
11．调节转动源的输入电压，使转盘的转速发生变化，把界面切换到示波器状态，观察传感器输出波形的变化。
霍尔测速原理
霍尔测速原理霍尔效应是指当导体横跨于两个垂直的电场时，导体内的电子将会受到一个力，并朝着一个方向运动。
这个现象是由美国物理学家爱德华·霍尔在19世纪发现的，因此而得名。
霍尔效应在现代科技中有着广泛的应用，其中之一就是在测速领域中的应用。
霍尔测速原理是基于霍尔效应的一种测速方法。
在实际的应用中，通常会使用霍尔传感器来实现测速功能。
霍尔传感器是一种能够检测磁场变化的传感器，它通过测量磁场的变化来实现对物体运动速度的测量。
在霍尔测速原理中，当被测物体在运动时，会产生磁场的变化。
而霍尔传感器正是利用这种磁场变化来实现测速的。
当被测物体经过霍尔传感器时，磁场的变化会引起霍尔传感器内的电子受到力的作用，从而产生电压信号。
通过测量这个电压信号的变化，就可以得到被测物体的运动速度。
在实际的应用中，霍尔测速原理具有许多优点。
首先，它可以实现非接触式的测速，不会对被测物体造成影响，因此适用范围广泛。
其次，霍尔传感器具有高灵敏度和快速响应的特点，可以实现对高速运动物体的准确测速。
此外，霍尔传感器的结构简单，成本低廉，易于制造和维护，因此在工业领域中得到了广泛的应用。
除了工业领域，霍尔测速原理还在汽车、航空航天、船舶等领域得到了广泛的应用。
在汽车中，霍尔传感器被用于测量车轮的转速，从而实现对车速的准确测量。
在航空航天领域，霍尔传感器被用于测量飞行器的速度和加速度，为飞行器的导航和控制提供重要的数据支持。
在船舶领域，霍尔传感器则被用于测量船舶的速度和航向，为航行安全提供保障。
总的来说，霍尔测速原理是一种基于霍尔效应的测速方法，具有非接触式、高灵敏度、快速响应、成本低廉等优点。
在工业、汽车、航空航天、船舶等领域都得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步，相信霍尔测速原理将会在更多的领域发挥重要作用，为人们的生活和工作带来更多的便利和安全保障。
自动检测课程——转速检测试验报告
实验一霍尔测速和光电测速实验一、实验目的：了解霍尔组件的应用——测量转速。
二、实验仪器：光电传感器、霍尔传感器、+5V、+4、±6、±8、±10V直流电源、转动源、频率/转速表。
三、实验原理；如图1，霍尔传感器和光电传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
光电传感器正对着测速圆盘的通孔。
a霍尔测速 b 光电测速图1霍尔测速原理：利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N次，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被测旋转物的转速。
光电测速原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。
转盘每转一周输出N个脉冲信号，计数器可以测出脉冲信号的频率（Hz），可按n=f*60/N计算转速。
四、实验内容与步骤霍尔测速步骤1．将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到直流电压表。
用手转动测速圆盘，观测输出电压与霍尔传感器相对测速圆盘位置的关系。
2．将“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。
3．打开实验台电源，选择不同电源+4V、+6V、+8V、+10V、12V（±6）、16V（±8）、20V（±10）、24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值和频率值4用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形，记录其频率，根据测速圆盘的结构，换算转速；将示波器测得的转速作为实际转速与转速表测得的转速对比，计算误差。
光电测速试验步骤同上。
1．将+5V电源接到板上“光电”输出的电源端，“光电”输出接到直流电压表。
霍尔转速传感器测速
霍尔元件的特性
01
02
03
04
高灵敏度
霍尔元件具有高灵敏度，可以 检测微弱的磁场变化。
线性输出
霍尔元件的输出电压与磁场强 度成线性关系，因此可以通过 简单的电路实现精确测量。
温度稳定性
霍尔元件具有较好的温度稳定 性，可以在较宽的温度范围内
正常工作。
可靠性高
由于霍尔元件采用半导体材料 制成，因此具有较高的可靠性
在汽车上，霍尔转速传感器可以检测 车辆的行驶速度，为速度控制、超速 警告等功能提供数据。
工业自动化领域
电机转速监测
霍尔转速传感器可以监测电机或其他旋转设备的转速，实现生产过程的自动化 控制。
流量和压力控制
通过测量流体或气体的旋转速度，霍尔转速传感器可用于流量和压力的精确控 制。
智能家居领域
空调和冰箱控制
霍尔转速传感器可以检测空调或冰箱 的电机转速，从而控制其运行状态和 温度。
智能家居系统
霍尔转速传感器可以与其他智能家居 设备配合，实现家庭环境的智能化管 理。
航空航天领域
发动机监测
在航空航天领域，霍尔转速传感器可用 于监测飞机或火箭发动机的转速，确保 其正常运行。
VS
导航和控制系统
霍尔转速传感器可以提供精确的速度信息 ，用于航空器的导航和控制系统。
度的方法。
这种方法通常需要将霍尔转速 传感器安装在靠近旋转轴的位 置，以便直接测量旋转速度。
优点是测量准确度高，适用于 需要高精度测量速度的应用场
景。
缺点是对于低速旋转的物体， 测量的准确度可能会受到影响
。
频率测量法
频率测量法是一种通过测量旋转物体 每转一圈产生的脉冲数来计算速度的 方法。
《传感器实验指导》传感器在速度测量中的应用实验
《传感器实验指导》传感器在速度测量中的应用实验1.掌握槽型光耦的工作原理；2.掌握槽型光耦直流电机转速测量调理电路的工作原理；3.掌握霍尔IC的工作原理；4.掌握霍尔IC直流电机转速测量的方法。
1.分析槽型光耦传感器和霍尔IC测量电路的原理；2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路；3.软件观测速度变化时输出信号的变化情况；4.记录实验波形数据并进行分析。
1.开放式传感器电路实验主板；2.速度测量模块；3.导线若干。
实验A：基于槽型光耦的直流电机转速测量实验槽型光耦：也称作槽型光电耦合器或槽型光电开关或对射式光电开关。
是以光为媒体由发光体与受光体间的光路遮挡或由反射光的光亮变化为信号检测物体的位置、有无等的装置。
本实验使用台湾亿光生产的ITR9606型槽型光耦，由一个红外线发射管与一个NPN型的硅光敏三极管组合而成，外形如图1所示。
图7-1 槽型光耦外观光电码盘测速法与霍尔元件测速法基本类似，在电机转轴上安装一个很轻巧的传感器，将电机的转动信号通过光（光电码盘）或磁（霍尔元件）转换为电脉冲，进而通过计算电脉冲的个数获得电机的实际转速，如图2所示。
图7-2 测量原理示意图转速计算：若测速编码数为M，测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则转速n=(N/（t*M）)*60。
实验中，LabVIEW采用了计算每一个转速脉冲周期的方法，将周期转换为频率，并将秒换算成分钟，再除以测速码盘的透过次数（6），就得到了直流电机每分钟的转速（RPM）。
实验B：基于霍尔IC的直流电机转速测量实验霍尔IC又称霍尔开关。
当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K*I*B/d。
其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦兹力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
霍尔传感器应用测速方面讲解
传感器原理及工程应用（论文）霍尔传感器应用测速方面学生姓名：指导教师：专业：学号：2011 年12 月目录前言 (1)1绪论 (1)1.１脉冲信号的获得 (1)1.２方案分析论证 (2)1.３单片机模块论证与选择 (2)1.４显示模块论证与选择 (2)1.５报警模块论证与选择 (3)1.６电源模块论证与选择 (3)2 基于霍尔传感器的电机转速测量系统硬件设计 (4)2.１总体硬件设计 (4)2.２系统电路设计 (5)2.３霍尔传感器测量电路设计 (5)2.４霍尔传感器测量原理 (6)2.５转速测量方法 (7)2.６反相器74LS14 (7)2.７光电耦合器 (8)2.８蜂鸣器 (9)结论 (10)参考文献 (11)前言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。
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。
随着电力电子技术的不断发展，一些新颖器件的不断涌现，原有器件的性能也随着逐渐改进，采用电力电子器件构成的各种电力电子电路的应用范围与日俱增。
因此采用电子脉冲测速取代原直流电动机械测速电机已具备理论基础，如可采用磁阻式、霍尔效应式、光电式等方式检测电机转速。
经过比较分析后，决定采用测速齿轮和霍尔元件代替原来的机械测速电机。
霍尔测试速
二、硬件连接测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频，因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。
通常，可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。
所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。
由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在±1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。
等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。
这里为简化讨论，仅采用计数法来进行测试。
图5所示是测速器的电路图，由六位数码管和测速接口组成。
其中T0处接的只画了一只CS3020组成的霍尔传感器接线图，如果采用光电传感器接口也是一样的，读者可自行画出接线图。
图5测速计电路原理图三、软件编程测量转速，使用霍尔传感器，被测轴安装有12只磁钢，即转轴每转一周，产生12个脉冲，要求将转速值（转/分）显示在数码管上。
程序如下：DISPBUF EQU 5AH ;显示缓冲区从5AH开始SecCoun EQU 59HSpCoun EQU 57H ;速度计时器单元57H和58H，高位在前（57H单元中）Count EQU 56H ;显示时的计数器SpCalc bit 00h ;要求计算速度的标志Hidden EQU 16 ;消隐码ORG 0000HAJMP STARTORG 1BHJMP TIMER1 ;定时中断1入口ORG 30HSTART: MOV SP,#5FH ;设置堆栈MOV P1,#0FFHMOV P0,#0FFHMOV P2,#0FFH ;初始化，所有显示器、LED灭MOV TMOD,#00010101B ;定时器T1工作于方式1，定时器0工作方式1 MOV TH1,#HIGH(65536-4000)MOV TL1,#LOW(65536-4000)SETB TR1SETB ET1 ;开定时器1中断SETB EALOOP: JNB SpCalc,LOOP ;如果未要求计算，转本身循环;标号：ＭＵＬＤ功能：双字节二进制无符号数乘法;入口条件：被乘数在R2、R3中，乘数在R6、R7中。
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。
霍尔传感器测速原理
现代检测技术论文测控11-2班国霞1105070202绪论现代技术关于速度的测量方法多种多样，其中包括线速度和角速度两个方面，速度和转速测量在工业农业、国防中有很多应用，如汽车、火车、轮船及飞机等行驶速度测量；发动机、柴油机、风力发电机等输出轴的转速测量等等。
其中有微积分转换法，线速度与角速度转换方法，时间位移方法等等，下面我所介绍的是霍尔传感器对于速度的测量方法。
霍尔式传感器是基于霍尔效应原理设计的传感器.关键字：霍尔效应，霍尔传感器霍尔传感器霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。
1879年美国物理学家霍尔首先在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，开始用半导体材料制成霍尔元件，由于他的霍尔效应显著而得到了应用和发展。
在了解霍尔传感器之前先了解一下什么是霍尔元件以及它的基本特性。
霍尔元件的结构很简单，它是由霍尔片、四根引线和壳体组成的，如图1所示。
图1霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，引出四根引线：1、1ˊ两根引线加激励电压或电流，称激励电极；2、2ˊ引线为霍尔输出引线，称霍尔电极。
霍尔元件的壳体是用非到此金属、陶瓷或环氧树脂封装的。
在电路中，霍尔元件一般可用两种符号表示，如图1（b）所示。
霍尔元件的基本特性（1）额定激励电流和最大允许激励电流当霍尔元件自身温度升高10℃所流过的激励电流成为额定激励电流。
以元件允许最大温升为限定的激励电流称为最大允许激励电流。
因霍尔电势随激励电流增加而线性增加，所以使用中希望选用尽可能大的激励电流，因而需要知道元件的最大允许激励电流。
（2）输入电阻和输出电阻激励电极间的电阻称为输入电阻。
霍尔电极输出电势对电路外部来说相当于一个电压源，其电源阻即为输出电阻。
（3）不等位电势及不等为电阻当霍尔元件的激励电流为I时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的霍尔电势应该为零，但实际不为零。
这是测得的空载电势称为不等位电势。
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传感器实验霍尔测速和光速测控传感器实验实验报告实验三霍耳测速一、实验目的：了解霍耳传感器N3120U的特性，学习霍耳传感器的应用，NE555时基集成电路应用。
二、实验设备及器件：显示器、稳压电源、频率计数器；霍耳传感器、万用表、小磁铁、小电机等。
三、实验原理：霍耳元件是一种磁电转换元件，用于检测磁场并将磁信号转换成电压。
把霍耳元件置于外磁场中，沿垂直于磁力线方向通过电流时，其中的载流子受洛仑兹力作用，被推向一侧，积累以后形成电场，这个电场阻止载流子的偏移，当达到动态平衡后，电场中电位差即形成霍耳电压。
当电流一定时，测量霍耳电压即可得知磁场的场强大小。
本实验采用的N3120U霍耳器件是一种集成的开关元件。
它的输出可直接与多种电子元件相连。
它的内部结构和主要性能如上图，其中：图(一)显示了N3120U的内部结构和外接电路的种类。
图(二)显示了对于N3120U器件来说磁场为负的情况。
图(三)、图(四)、图(五)表示了对于磁感应强度大小的不同区域输出电压翻转的情况。
图（六）给出了实验装置的示意图和磁铁与传感器的相对位置图，当磁铁转动时，N3120U输出波形为一系列方波，这时就可送计数器进行计数。
实验原理框图所示：四、实验步骤：1、测试传感器特性：(1)按图(一)连接电路，输出接示波器。
(2)如图(七)所示，测试图(五)区域的器件特性。
用示波器观察N3120U的输出情况。
将小磁铁由远及近移向N3120U，当输出电压发生跳变时，记录小磁体靠近霍耳探头的一端(现在是N极）与霍耳探头N3120U的距离，然后由此点由近及远移动小磁铁，观察N3120U 的输出，当示波器上输出电压出现反向跳变时，再记录小磁体与N3120U的距离。
磁铁由远到近磁铁由近到远跳变点与N3120U距离 8mm 11mm注：反复操作，测量结果与表中相差无几，由于不便于测量，难以得到精确值，故不必进行多次记录。
（3）用小磁体的 S极指向N3120U，重复 (2)的步骤，测试图(三)所示的器件特性。
实验中，将S极指向N3120U，重复（2）中步骤，发现无论S极如何靠近和远离N3120U，示波器显示电压并不会发生跳变。
说明该霍尔元件是一个单向开关型霍尔传感器，只对N极敏感。
（4）将磁体的 N极对准N3120U，如图(六)转动小磁体，观察示波器上的输出电压，测试如图（四）所示的特性。
当连续转变小磁体时，输出电压将连续发生跳变，记录下 4次输出电压发生跳变时每次小磁体的转变角度。
跳变次数 1 2 3 4旋转角度 16° 300° 35° 305°以N极指向N3120U为起始0°，沿顺时针方向旋转为正方向，重新整理上述表格如下：跳变次数 1 2 3 4相对角度 16° -14° 16° -14°由于霍耳探头N3120U具有图（五）所示特性，当N极靠近和远离探头时，示波器波形产生跳变，由表2中数据可以看出，跳变发生点约发生在N极偏离起始点15°左右，所以当电机高速旋转时，在示波器上将出现一定占空比切频率一定的方波，于是我们便可以利用霍尔元件对电机进行转速测量。
2、用霍耳器件测量转速：（1）按图一连接电路, 并将N3120U的输出连接到频率计数器的数字信号输入端。
（2）将连接小磁体的小电机通电，使之带动小磁体旋转，将这一装置如图(六)靠近N3120U，计录频率计数器显示测出的旋转频率。
按图一连接好电路后，将N3120U的输出接示波器，并给小电机通以5V直流电压，示波器显示输出如下图所示：示波器显示旋转频率为36.6HZ，即通以5V直流电时，小电机转速为36.6R/S。
实验五光控测速一、实验目的测量光电转换器件的特性。
掌握NE555时基电路和NE5532双低噪声运算放大器的应用。
利用光电转换器件进行自动测量。
二、实验设备晶体管直流稳压电源、万用表、示波器、频率计数器。
三、实验原理利用某些材料的光电和电光效应可以做成光电转换器件，半导体发光管和光电二极管就是利用半导体材料的电光效应制成的，发光管输出的光强正比于它的正向工作电流，而光电二极管产生的光生电流（即二极管反向电流）正比于接收光强度。
图(一)是测量半导体发光管L1的光发射与光电二极管P1接收特性的原理电路。
光电发射—接收测试工作原理如下：当调整RA电位器时，三极管N1工作电流Ic发生变化，Ic通过发光管L1使之发光，发光功率P是Ic的函数表示为 P=Kg*Ic，Ic可以由R4上电压求得。
Kg是电光发射系数。
L1发的光，可以通过光电接收管P1检测；根据光电检测原理，P1的电流正比于接收光功率。
当光照P1时产生光电流Ip，此电流在R5上产生电压；通过测R5上的电压测量所接收的光功率。
接收光功率与光电流Ip的关系为：Ip=Kp*P，Kp是光电转换系数。
注意：发光管是正向接入电路，接收管是反向接入电路。
光电转换器件的一种应用就是测量旋转飞轮的转速。
当将旋转的飞轮置于电光发射和光电接收测量装置中间时，利用飞轮旋转时不断挡住红外线，从而使红外接收管形成一系列脉冲（图一所示），根据飞轮旋转一次的挡光次数，将脉冲进行分频，将分频后的脉冲送至频率计数器，显示出脉冲的频率数，即是测出飞轮的转速。
本实验是利用光电发射/接收系统传输不同频率的电脉冲，图(二)是发射电路的原理图，它是由 NE555同R、R1、R2、C1、C2一起构成多谐振荡器。
NE555产生的方波经过 N1(3DG12)管的推动，使L1 (2DU)发光管发射红外线，发射出来的是脉冲式的红外光。
调整R电位器可改变脉冲的频率。
图(三)是接收电路和放大电路的原理图，P1 (2DU) 管为红外接收管，它能接收发自L1（2DU）发射的脉冲式红外光。
接收电路在没有接收到红外光时，电流较小，N2工作在截止区，在接收到光信号时，P1产生反向电流，使R5电压升高，N2工作在放大区到饱和区，R5支路的电流、电压参数的变化，形成一系列脉冲方波，经NE5532的两级放大再送到频率计数器，即可读出脉冲方波频率。
四、实验步骤：１、光电发射－接收管特性的测试：(１) 按图(一)插接电路，这时Ａ点电位通过分压在此为０到+5V间连续变化。
通过调节此电压，使V3点电位发生变化，使得L1发射管发光强度发生变化，也使P1接收管的支路电流发生变化。
这可以通过观测R5电阻上的压降即VR点的电位显示出来。
(２) 调节A点电压使L1不发光，用万用表测此时VR上的电位。
逐步增大A点电位，当使L1发光时，测量V3、VR的电位。
(３) 逐步增大A点电位，测量几组相应的V3、VR上的电位。
２、光控测速(1) 图(二)插接电路，确认电路连接正确，接通电源。
用示波器测量NE555的 3脚波形及方波频率，多谐振荡器工作正常，再测N1管的集电极 C脚波形，将信号输出作为频率计数器的信号输入，记录测得的频率。
(2) 图(二)电路振荡频率的理论值可由下面公式求出：f ＝1/0.7(R1+R+2R2)C2 ＝求出此值,并比较和实际测得的频率是否相符。
(3) 按图(三)连接电路，确认电路连接正确，接通电源；用示波器监测接收端三极管N2输出，即NE5532的 3脚输入波形，经两级放大即 5脚和 7脚的波形、频率，将NE5532的7脚信号输出作为频率计数器的信号输入，记录测得的频率并与发射端记录进行比较。
五、实验数据报告：由表中数据可以看出，当调节电位器使得VA点的电压由小到大变化时，V3点的电压不断减小，VR点电压逐渐增大，输出电压Vout不断减小。
当VA<0.268V时，二极管L1不发光Vout输出接近电源电压。
2、光控测速频率计显示频率：F＝303Hz连接图二所示电路，用示波器测量NE555的 3脚波形如下图：得输出频率为303Hz，由电压表测得接入NE555的电位器R电阻为33K，带入f ＝1/0.7(R1+R+2R2)C2 求得频率理论值为295.8HZ，与测量值相近。
3、试分析影响接收端灵敏度的原因，并提出改进意见（画出电路图）答：影响接收灵敏度最重要的原因是发光二极管和红外接收管的距离，试验中应尽量减小两者的距离，不能距离太远。
其次可适当增大R3、R2或减少R4的电阻，提高发射极电流使得发光二极管发光更强。
4、画出发射端、接收端及两级放大的波形图。
NE5532的 3脚输入波形：F=1.0221kHZ5脚和 7脚的波形：五脚，F=1.0301kHZ七脚、F=1.030kHZ五脚和七脚输出频率F=1.030kHZ与发射端输出频率f=1.019kHZ相近，说明接收端接收信号频率与发射端发射信号频率相同。
信号在传输过程中频率保持不变。
实验总结这次实验完全是通过自己分析电路图，然后在面包板上亲手搭建实际电路图。
首先用万用电表挨个测出未知电阻的阻值，然后在面包板上构建好元器件位置，最后再连接导线。
当然在搭建电路上，并未能一次搭建成功，前几次都出现了少接导线或器件短路的问题，我和组员只能根据电路图挨个检查线路，虽然花费了大量时间，但还是最终完成了电路搭建。
通过这两次实验，也确实观察到了霍尔效应，以前只是在书本上了解到其现象，但并未亲眼见过，这次我们通过自己的努力完成了实验也观察到了实验现象，使我对霍尔效应现象的理解更加深刻，同时在实验中也体会到了许多乐趣。