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霍尔测速结论一、引言在现代工业生产中，测量物体的速度是一个非常重要的任务。
在许多应用中，如运动控制、机器人技术和汽车工业等领域，需要对物体的速度进行精确测量。
霍尔传感器是一种常用的测速传感器，它可以通过测量磁场变化来确定物体的速度。
本文将介绍霍尔测速传感器的原理、应用和结论。
二、霍尔传感器原理1. 霍尔效应霍尔效应是指当电流通过一个导体时，在该导体上产生磁场时，电荷载流子会受到力的作用而偏转。
这个偏转会产生横向电场，并且这个电场与磁场垂直。
这个现象就是霍尔效应。
2. 霍尔元件霍尔元件是一种半导体材料，在其中添加了掺杂剂以增加其导电性能。
当一个磁场作用于霍尔元件时，载流子会受到力的作用而偏转，并且在两侧产生横向电势差。
这个电势差与磁场强度成正比，与载流子密度和材料厚度成反比。
3. 霍尔传感器霍尔传感器是一种利用霍尔元件测量磁场强度的传感器。
当一个磁场作用于霍尔元件时，它会产生一个电势差。
通过测量这个电势差的大小，可以确定磁场强度的大小。
由于物体的速度与产生的磁场强度成正比，因此可以使用霍尔传感器来测量物体的速度。
三、霍尔传感器应用1. 汽车工业在汽车工业中，霍尔传感器被广泛应用于测量车轮的转速和转向角度。
这些数据可以被用来控制发动机和制动系统，从而提高汽车性能和安全性能。
2. 机器人技术在机器人技术中，霍尔传感器可以被用来测量机械臂和其他移动部件的速度和位置。
这些数据可以被用来控制机械臂和其他移动部件的运动轨迹，并且确保它们按照预定路径运动。
3. 运动控制在运动控制应用中，霍尔传感器可以被用来测量物体的速度和位置。
这些数据可以被用来控制物体的运动轨迹，并且确保它们按照预定路径运动。
四、霍尔测速结论1. 霍尔传感器可以被用来测量物体的速度和位置，它可以通过测量磁场强度来确定物体的速度。
2. 霍尔传感器被广泛应用于汽车工业、机器人技术和运动控制等领域。
3. 霍尔传感器具有精度高、响应快、可靠性好等优点，因此在现代工业生产中得到了广泛应用。
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。
霍尔传感器测速原理
霍尔传感器测速原理是利用霍尔效应来实现的。
霍尔效应是指当通过一段导电材料的电流受到磁场的影响时，材料两侧产生的电势差会发生变化的现象。
基于这个原理，霍尔传感器通常由霍尔元件、磁场源和信号处理电路组成。
在测速应用中，霍尔传感器通常被安装在待测物体的周围，例如发动机的曲轴或车轮上。
当待测物体运动时，霍尔传感器感知到磁场变化，从而产生一个与物体运动速度成正比的电压信号。
具体测速原理如下：
1. 磁场源: 磁场源通常是一个永磁体，它会产生一个稳定的磁场。
待测物体经过磁场源时，磁场的强度会发生变化。
2. 霍尔元件: 霍尔元件是一种特殊的半导体元件，它具有灵敏的磁场感知能力。
当霍尔元件周围的磁场强度发生变化时，霍尔元件内部会产生电势差。
3. 信号处理电路: 霍尔元件的电势差会通过信号处理电路进行放大、过滤和转换。
最终，信号处理电路将电势差转换为与待测物体速度成正比的电压信号。
通过测量输出电压的变化，我们可以计算出待测物体的速度。
通常，这个电压信号会通过连接到微控制器或其他外部设备的输出引脚进行进一步处理和使用。
需要注意的是，为了确保准确的测速结果，霍尔传感器的位置和磁场源的设置需要仔细考虑和校准。
此外，在实际应用中，还需要考虑到可能存在的电磁干扰和其他因素对测速结果的影响。
因此，在使用霍尔传感器进行测速时，需要进行适当的验证和校准工作，以确保测量结果的准确性。
霍尔传感器测速范文随着工业的快速发展，传感器技术的应用越来越广泛。
其中，霍尔传感器作为一种测量磁场强度的敏感器件，广泛应用于各种设备中。
在测速领域，霍尔传感器也被广泛应用，可以用于测量旋转物体的速度，并且还可以测量线性运动物体的速度。
霍尔传感器测速的原理霍尔传感器是一种测量磁场强度的敏感器件。
当传感器处于磁场中时，电荷载流子受到磁场力的作用，电荷载流子所受的力就是霍尔电势，通过对霍尔电势的测量，就可以得到磁场的大小。
在测量旋转物体的速度时，可以将霍尔传感器放置在旋转物体的周围，当物体旋转时，霍尔传感器测量到的电压信号随物体旋转而变化，通过对这些信号的处理，就可以得到物体的旋转速度。
霍尔传感器还可以测量线性运动物体的速度。
在这种情况下，霍尔传感器需要放置在运动物体的路径上，当物体以一定速度运动时，霍尔传感器测量到的电压信号随着物体位置的变化而变化，通过对这些信号的处理，就可以得到物体的速度。
霍尔传感器测速的优点使用霍尔传感器测速有很多优点。
霍尔传感器测速的响应速度非常快，可以达到微秒级别，这使得它非常适合测量高速旋转物体的速度。
霍尔传感器灵敏度高，可以测量非常小的磁场信号。
此外，霍尔传感器具有体积小、重量轻、方便安装等优点，可以方便地应用于各种场合。
霍尔传感器测速的应用霍尔传感器测速在现代工业中得到了广泛应用。
在汽车行业中，霍尔传感器被用于测量车轮旋转的速度，以便控制汽车的速度和刹车效果。
在机床行业中，霍尔传感器被用于测量切削工具的转速，以便更好地控制加工过程。
在电子设备中，霍尔传感器被用于测量风扇转速等，以便对风扇速度进行控制。
霍尔传感器测速在生活中也有很多应用。
比如，在自行车中使用霍尔传感器测速，可以测量自行车的速度和里程，以便更好地控制骑行的效果。
另外，在家庭电器中也经常使用霍尔传感器测速，如洗衣机中的电机转速测量，以便更好地控制洗衣机的清洗效果等。
结语霍尔传感器测速技术在现代工业和生活中得到了广泛应用，其优点是响应速度快、灵敏度高、体积小、重量轻、方便安装等，非常适合测量高速旋转物体的速度和线性运动物体的速度。
霍尔传感器测速原理霍尔传感器是一种常用的测速传感器，它利用霍尔效应来测量物体的速度。
霍尔效应是指当导体在磁场中运动时，会在其两侧产生电势差的现象。
这种效应被广泛应用在传感器领域，特别是在测速传感器中起着重要作用。
霍尔传感器测速原理的核心是利用霍尔效应来测量物体运动时产生的电势差，从而计算出物体的速度。
在实际应用中，通常会将霍尔传感器安装在运动物体上，当物体运动时，磁场会随之改变，从而产生电势差。
通过测量这个电势差的大小，就可以得到物体的速度信息。
为了更好地理解霍尔传感器测速原理，我们可以从以下几个方面进行分析：首先，霍尔传感器的工作原理是基于磁场的变化来测量速度的。
当物体运动时，磁场会随之改变，导致霍尔传感器两侧产生不同的电势差。
这个电势差的大小与物体的速度成正比，因此可以通过测量电势差的大小来得到物体的速度信息。
其次，霍尔传感器的工作原理还涉及到霍尔元件的特性。
霍尔元件是一种半导体器件，可以感应到磁场的变化，并产生相应的电势差。
通过合理设计和布置霍尔元件，可以实现对物体速度的精确测量。
最后，霍尔传感器测速原理还需要考虑到信号处理的问题。
由于霍尔传感器产生的电势差是微小的，需要经过信号放大、滤波等处理才能得到准确的速度信息。
因此，在实际应用中，需要配合其他电路和器件来对霍尔传感器的输出信号进行处理，从而得到准确的速度数据。
总的来说，霍尔传感器测速原理是基于霍尔效应的物理原理来实现的。
通过合理设计和布置霍尔元件，以及配合信号处理电路，可以实现对物体速度的精确测量。
霍尔传感器在工业控制、汽车电子等领域有着广泛的应用，对于实现精准测速具有重要意义。
通过对霍尔传感器测速原理的深入理解，可以帮助我们更好地应用和优化测速系统，提高系统的稳定性和精度，满足不同领域对速度测量的需求。
同时，也可以促进对霍尔效应等物理现象的深入研究和应用，推动传感器技术的发展和创新。
实验报告（）霍尔测速实验
姓名学号实验日期指导教师
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、+5V、2～24V 直流电源、转动源、频率/转速表。
三、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。
四、实验内容与步骤
1．安装根据图1-1，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。
图1-1
2．将+5V 电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。
“2～24V”直流稳压电源接到“转动源”的“转动电源”输入端。
3．合上主控台电源，调节2～24V 输出，可以观察到转动源转速的变化。
用示波器观测霍尔组件输出的脉冲波形。
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。
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;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;图2是测速电路的信号获取部分,在电源输入端并联电容C2用来滤去电源尖啸,使霍尔元件稳定工作;HG表示霍尔元件,采用CS3020,在霍尔元件输出端引脚3与地并联电容C3滤去波形尖峰,再接一个上拉电阻R2,然后将其接入LM324的引脚3;用LM324构成一个电压比较器,将霍尔元件输出电压与电位器R P1比较得出高低电平信号给单片机读取;C4用于波形整形,以保证获得良好数字信号;LED便于观察,当比较器输出高电平时不亮,低电平时亮;微型电机M可采用型,通过电位器R P1分压,实现提高或降低电机转速的目的;C1电容使电机的速度不会产生突变,因为电容能存储电荷;电压比较器的功能：比较两个电压的大小用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系：当“＋”输入端电压高于“－”输入端时,电压比较器输出为高电平；当“＋”输入端电压低于“－”输入端时,电压比较器输出为低电平；比较器还有整形的作用,利用这一特点可使单片机获得良好稳定的输出信号,不至于丢失信号,能提高测速的精确性和稳定性;C1图.2 测速电路原理图3 测速程序测量转速,使用霍尔传感器,被测轴安装有1只磁钢,即转轴每转一周,产生1个脉冲,要求将转速值转/分显示在数码管上;用C语言编制的程序如下：12C1 M1 MHG CS3020M R P1101R P2203R 110KR 2510ΩC 1C 2104C 3104C 4104LM324+5V-+OUT+-123+123411测速电路原理图3 测速程序测量转速,使用霍尔传感器,被测轴安装有1只磁钢,即转轴每转一周,产生1个脉冲,要求将转速值转/分显示在数码管上;用C 语言编制的程序如下：12C1 M1 MHG CS3020M R P1101R P2203R 110KR 2510ΩC 1C 2104C 3104C 4104LM324+5V-+OUT+-123+123411测速电路原理图3 测速程序测量转速,使用霍尔传感器,被测轴安装有1只磁钢,即转轴每转一周,产生1个脉冲,要求将转速值转/分显示在数码管上;用C 语言编制的程序如下：12C1 M1 MHG CS3020M R P1101R P2203R 110KR 2510ΩC 1C 2104C 3104C 4104LM324+5V-+OUT+-123+123411测速电路原理图3 测速程序测量转速,使用霍尔传感器,被测轴安装有1只磁钢,即转轴每转一周,产生1个脉冲,要求将转速值转/分显示在数码管上;用C 语言编制的程序如下：//硬件：老版STC 实验版 //P3-5口接转速脉冲include <12C> // 单片机内部专用寄存器定义 define uchar unsigned chardefine uint unsigned int //数据类型的宏定义uchar codeLK10={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,} ;//数码管0~9的字型码uchar LK14={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//位选码uint data z,counter;//定义无符号整型全局变量lk//====================================================void initvoid //定义名为init的初始化子函数{ //init子函数开始,分别赋值TMOD=0X51; //GATE C/T M1 M0 GATEC/T M1 M0 计数器T1 定时器T0// 0 1 0 1 0 0 0 1TH1=0; //计数器初始值TL1=0;TH0=-50000/256; //定时器t0 定时50msTL0=-50000%256;EA=1; // IE=0X00; //EA - ET1 ES ET1 EX1 ET0 EX0ET0=1; // 1 0 0 0 0 0 1 0TR1=1;TR0=1;TF0=1;}//============================================= void delayuint k //延时程序{uint data i,j;fori=0;i<k;i++{for;j<121;j++ {;}}}//================================================ void displayvoid //数码管显示{P1=LKz/1000;P2=LK10;delay10;P1=LKz/100%10;P2=LK11;delay10;P1=LKz%100/10;P2=LK12;delay10;P1=LKz%10;P2=LK13;delay10;}//=========================================void mainvoid //主程序开始{uint temp1,temp2;init; //调用init初始化子函数for;;{temp1=TL1;temp2=TH1;counter=temp2<<8+temp1; //读出计数器值并转化为十进制//z=counter;display;} //无限循环语句结束} //主程序结束//================================================= ==// uint chushi=60;void timer0void interrupt 1 using 1{TH0=-50000/256; //定时器t0 定时50msTL0=-50000%256;// chushi--;// ifchushi<=0{z=counter / ; //读出速度//}TH0=0; //每50MS清一次定时器 TL1=0;}。
霍尔传感器测速原理
霍尔传感器是一种常用的测速传感器，主要通过霍尔效应来实现测速功能。
霍尔效应是指当通过一定方向上的电流通过一定方向上的金属或半导体材料时，在这个材料上会产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电势差。
在测速应用中，常用的霍尔传感器是基于半导体材料的霍尔元件。
测速原理是利用霍尔传感器通过感应磁场来检测转子的旋转速度。
通常情况下，霍尔传感器的安装位置与转子有一定的距离，通过磁场感应，可以检测到转子上的磁铁或磁场的变化。
当转子高速旋转时，磁场变化的速度也会随之增加，因此霍尔传感器可以通过检测到的磁场变化来计算出转子的转速。
具体实现时，霍尔传感器一般由霍尔元件、信号调理电路和输出接口组成。
当转子上的磁铁或磁场靠近霍尔元件时，霍尔元件会产生一个与磁场强度相关的电压信号。
信号调理电路会对这个电压信号进行放大和滤波处理，然后将处理后的信号通过输出接口传输给外部系统进行处理和计算。
需要注意的是，为了确保测速的准确性，霍尔传感器的安装位置和方向都需要严格控制。
同时，测速系统的工作环境也会对测速精度产生一定的影响，因此在实际应用中需要进行适当的校准和调整。
总结起来，霍尔传感器测速原理主要是基于霍尔效应，在感应转子的磁场变化时产生电压信号，经过信号调理和处理后输出
转速信息。
这种测速方法具有响应快速、精度高和稳定性好等优点，在各种工业和汽车应用中都得到了广泛应用。
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。
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。
霍尔传感器作为测速器件得到广泛应用。
霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器。
霍尔效应这种物理现象的发现，虽然已有一百多年的历史，但是直到20世纪40年代后期，由于半导体工艺的不断改进，才被人们所重视和应用。
我国从70年代开始研究霍尔器件,经过20余年的研究和开发,目前已经能生产各种性能的霍尔元件,霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点[2]1绪论1.1 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。
霍耳式位移传感器它的测量原理是保持霍耳元件的激励电流不变，并使其在一个梯度均匀的磁场中移动，则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。
磁场梯度越大，灵敏度越高；梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。
图2中是三种产生梯度磁场的磁系统：a系统的线性范围窄，位移Z=0时，霍耳电势≠0；b系统当Z<2毫米时具有良好的线性，Z=0时,霍耳电势=0；c系统的灵敏度高,测量范围小于1毫米。
图中N、S分别表示正、负磁极。
霍耳式位移传感器的惯性小、频响高、工作可靠、寿命长，因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。
C1图2 测速电路原理图1.2 方案分析论证方案一：采用型号为A3144的霍尔片作为霍尔测速模块的核心，该霍尔片体积小，安装灵活，价格合理，可用于测速，可与普通的磁钢片配合工作。
方案二：采用型号为C HV-20L的霍尔元器件作为霍尔测速模块的核心,该霍尔器件额定电流为100mA,输出电压为5V,电源为12～15V。
体积较大，价格昂贵。
因此选择方案一。
1.３单片机模块论证与选择方案一：采用型号为AT89C51的单片机作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
AT89C51是带4K字节闪烁可编程擦除只读存储器的低电压、高性能C MO S8位微处理器。
它将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，为许多控制提供了灵活性高且价格低廉的方案[3]。
方案二：采用单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
C8051F060系列单片机是美国C YGN AL公司推出的一种与51系列单片机内核兼容的单片机[4]。
C8051F060作为新一代8051单片机，具有功能强大、体积小、工作稳定等特点，适用于复杂控制系统。
因此选择方案一。
1.４显示模块论证与选择方案一：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,亮度高，显示数字合适,但是连接复杂，耗电流大，驱动电路复杂。
方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示简单文字比较适合,如果显示数字则浪费资源,而且价格也相对较高。
方案三：采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,并且连接很方便 ,所以在此设计中采用了LCD液晶显示屏。
因此选择方案三。
1.５报警模块论证与选择方案一：采用蜂鸣器与发光二极管作为声光报警主要器件。
该方案不论在硬件焊接方面还是在编写软件方面都简单方便，而且成本低廉。
方案二：采用语音播报系统作为声光报警的核心。
该方案更具人性化、智能化，但是就该设计要求而言，方案过于复杂，相对成本过高，工作量偏大。
因此选择方案一。
1.６电源模块论证与选择方案一：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。
方案二：采用干电池串并联达到5V作为电源模块。
该方案实施简单，无需搭建电路，但相对该方案不够稳定，电池耗电快，带负载后压降过高，可能无法使系统稳定持续运行。
方案三：采用可充电锂电池结合稳压模块作为电源模块。
该方案简单易行，而且相对稳定、误差小，但该方案相对价格过高，针对该设计要求性价比低。
因此选择方案一。
2 基于霍尔传感器的电机转速测量系统硬件设计2.1 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3 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。
霍尔测速模块由铁质的测速齿轮和带有霍尔元件的支架构成。
测速齿轮如图2-2所示，齿轮厚度大约2mm，将其固定在待测电机的转轴上。
将霍尔元件固定在距齿轮外圆1mm的探头上，霍尔元件的对面粘贴小磁钢，当测速齿轮的每个齿经过探头正前方时，改变了磁通密度，霍尔元件就输出一个脉冲信号。
第二部分是使用六反相器和光耦，将传感器输出的信号进行整形隔离，减少计数的干扰。
2.处理器采用AT89C51单片机作为系统的处理器。
3.显示部分该部分有两个功能，在正常情况下，通过LCD液晶显示器显示当前的频率数值，当电机的转速超出一定的范围后，通过蜂鸣器进行报警。
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
2.2 系统电路设计实际测量时，要把霍尔传感器固定在直流测速电机的底板上，与霍尔探头相对的电机的轴上固定着一片磁钢块，电机每转一周，霍尔传感器便发出一个脉冲信号，将此脉冲信号接到开发的多功能实验板上的P3.2[0INT]上，设定Ｔ0定时，每分钟所计的进入P3.2的脉冲个数即为直流电机的转速。
由于在虚拟仿真电路图中，没有电机及传感器，所以就直接用一个脉冲信号代替，电路图如图2-3所示。
图4 总体硬件电路图2.３霍尔传感器测量电路设计根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
霍尔传感器A3144是Allegro Micro S ystems公司生产的宽温、开关型霍尔效应传感器，其工作温度范围可达-40℃～150℃。
它由电压调整电路、反相电源保护电路、霍尔元件、温度补偿电路、微信号放大器、施密特触发器和OC门输出极构成，通过使用上拉电阻可以将其输出接入CMOS逻辑电路。
该芯片具有尺寸小、稳定性好、灵敏度高等特点，有两种封装形式，一种是3脚贴片微小型封装，后缀为“LH”；另一种是3脚直插式封装，后缀为“UA”[5]。
A3144E系列单极高温霍尔效应集成传感器是由稳压电源，霍尔电压发生器，差分放大器，施密特触发器和输出放大器组成的磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压讯号。
它是一种单磁极工作的磁敏电路，适用于矩形或者柱形磁体下工作。
可应用于汽车工业和军事工程中。
霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系如图2-4所示。
磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。
霍尔元件和磁钢管脚图图6霍尔传感器的外形图该霍尔传感器的接线图如图5所示。
图7霍尔传感器的接线图2.４霍尔传感器测量原理测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。
霍尔器件作为一种转速测量系统的传感器，它有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点，因此选用霍尔传感器检测脉冲信号，其基本的测量原理如图2-6所示，当电机转动时，带动传感器运动，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量[6]。
