基于单片机的磁电式传感器测速装置
摘要：文章介绍的设计方案以AT89S52单片机为基础，采用磁电传感器采集信号，并经过处理计算出轴速。整个测速系统分为初始化阶段、脉冲计数阶段、计时阶段及显示阶段。
关键词：AT89S52单片机；磁电式传感器；电机；转速测量
 
    在实际生活中经常遇到需要测量转速的情况，然而由于各种情况对转速测量的精度要求的不同其测量方法也不尽相同。文章介绍的方法基于AT89S52单片机，利用磁电式传感器采集脉冲信号，通过编译单片机内定时计数算法程序，将转速测量结果通过阴极数码显示管显示出来，具有方便、稳定、快速等特点。
磁电式传感器的基本工作原理是建立在电磁感应定律的基础上，即e=-WdΦ/dt，本设计方案是基于线圈和永磁体静止不动，被测齿轮安装在被测转轴上，随着一起转动，每转过一个齿，传感器磁路磁阻变化一次，磁通也变化一次，线圈中产生的感应电势的频率等于被测齿轮上的齿轮和转速的乘积。设WI为磁动势，RM为磁路磁阻，Rm为磁导体磁阻，Rδ为气隙磁阻，有当
磁路参数被确定以后，Rm=常数时，磁通为Φ=WI/(Rm+Rδ)=f（Rδ）因此，每转过一个齿就产生一个△Rδ，使磁通产生一次△Φ，在线圈中产生感应电动势e=-WdΦ/dt,线圈中感应电动势变化的频率f为f=nN /60。式中N为齿轮的齿数，n为被测体的转速。根据此式，因此测出感应电动势变化频率f就可获得转速n值。
1硬件电路
采用AT89S52单片机作为控制核心，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有8k可编程Flash存储器，与MCS-51单片机产品兼容，有3个可编程I/O接口，八个中断源，具有低功耗空闲和掉电模式，并且掉电后中断可唤醒，且对C语言编程提供良好的技术支持。在此硬件电路中有信号采集，中央运算控制，数码显示三个模块。信号采集部分是由磁电传感器产生的，经过检波放大处理，送与单片机中，直接产生INT0中断。中央运算控制主要是AT89S52单片机进行脉冲信号的采集，并根据其内部的结构进行计时、计数、运算等一系列的操作。数码显示模块是利用阴极数码显示管对测出的转速进行显示，此硬件电路中P2.0～P2.7控制数码管的发光二级管，并且由P1.0～P1.3四个端口控制数码管的四个位选信号，为了显示清晰，电路中还采用了八个上拉电阻，其阻值均为10kΩ, 磁阻式转速-脉冲转换电路如图1所示。
2软件部分的设计
采用C语言对AT89S52单片机进行测速程序的编程设计。整个测速装置具有以下四个模块：初始化模块、脉冲计数模块、计时模块以及显示模块。采用12MHz的外部晶振，初始化工作包括对TCON、IP等特殊寄存器的初始化。T0定时器负责脉冲计数的定时，定时单位为50ms。T1定时器用于动态显示阴极数码显示管。INTO负责外部脉冲的采集，这里要用到的其实质就是INTO的中断服务程序入口。当INTO产生一次中断时，运用Count自加来实现脉冲计数。计时采用T0定时中断的累计次数得到。这段时间内得到的脉冲数转换成1min的脉冲数，把脉冲数变成转速，再将转速通过阴极数码显示管实时显示出来。阴极数码管显示的字形要由P0口输出相对应的字形码。数码管显示采用动态显示方式，采用P1口中4位则分别选通显示的个位、十位、百位、千位。
3设计误差分析及改进
在此设计方案中，有以下几个对设计有影响的因素：永磁体的不稳定性引起的误差；温度误差；磁电式传感器的非线性误差；被测转轴的转速。我们已经知道磁电式传感器的采集的脉冲信号强弱与转速有关，转速越大，产生的脉冲信号也就越强。通过对实验结果影响因素的
分析，我们可以对设计方案的不足之处进行改进。为了提高磁电式传感器的信号强度和质量，我们需要对永磁体的材料，铁芯的材料和厚度，铁芯的加工工艺，传感器的结构参数进行精心的选择。
win10编程c语言用什么软件参考文献:
[1] 刘迎春,叶湘滨.传感器原理设计与应用[M].长沙:国防科技 大学出版社,2004.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。