小型电动机转速测量电路设计.pdfVIP

一、任务提出

小型电动机转速测量电路图的设计————这次项

目内容重在了解转速测量的诸多方法，原理，以及在测量过程

中学习和掌握如何测量转速和我们在数据采集、问题处理方面

的能力，通过具体分析，采用一种传感器对电机的转速进行测

量并设计电路图。

二、资讯

（一）、转速检测的方法及分类

转速测量由于传感器的不同大体可分为四种方式：霍尔传感器、

光电传感器、电涡流传感器、磁电式传感器等。

（1）、霍尔传感器

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是

磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879

年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也

有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的

各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理

等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应

实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度

及载流子迁移率等重要参数。

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原理：在导体薄片两端通以控制电流，并在薄片的垂直方向施

加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将

产生电势差为U的霍尔电压，这就是霍尔效应。由于通电导线周

围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测

量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍

尔传感器。

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，把霍尔元件集成的开关按预

定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它

时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该

运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运

动速度。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）、光电传感器

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被

测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号

转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分

组成。

1.概述

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光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参

数，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测

和控制中应用非常广泛。

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它

是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。

光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检

测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成

分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直

径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形

状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可

靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，

新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传

感器的进一步应用开创了新的一页。

2.原理

由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是

多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟

式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被

测量转换

光电传感器

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成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器

按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式

(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出

的光能量穿过被