CN205665261U - 一种基于霍尔传感器的电机测速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于霍尔传感器的电机测速装置，包括霍尔传感器，霍尔传感器产生旋转脉冲信号经过光电耦合器传输给8253单片机以及T法与M/T法的硬件切换电路，硬件切换电路通过8253单片机控制，硬件切换电路在8253单片机产生的采样脉冲和霍尔传感器产生的旋转脉冲共同作用下，产生用于控制8253单片机中计数器的门控信号，保证中高速时采用M/T法测速，低速时采用T法测速，8253单片机连接有一个8051单片机，8051单片机与硬件切电路相连，采用了T法和M/T法两种测速方法的结合，避免了M/T法中低速误测为0或实时性差的问题，从方法上保证宽范围精确测速，克服了软件切换因软件工作量大而导致的实时控制变差的缺陷。

Description

一种基于霍尔传感器的电机测速装置

技术领域

本实用新型涉及电机测速技术领域，具体涉及一种基于霍尔传感器的电机测速装置。

背景技术

随着我国现代农业设施的发展，对作业的精细化要求越来越高，迫切需要大力发展温室自动行走机器人来提高生产效率和保证劳动产品的安全性。考虑到温室内作业道路的环境因素复杂多变，故温室机器人一般采用三轮底盘结构，让机器人转向和运动具有更高的精度，使控制达到一个更高的层次。要实现对温室机器人的精密控制，行走装置的电机测速模块是很重要的一个环节。

电机测速模块的分辨率越高反应越快，对电机的控制就越好。由于霍尔传感器具有尺寸小、质量轻、无触点、***电路简单、频响宽、动态性能好、使用寿命长、调试方便等特点，用它可以做成各种传感器，广泛应用于位移测量、倾角测量、压力测量、转速或转数测量以及计数等方面。

但是在现在的社会，在高铁，地铁蓬勃发展的今天，为保证列车安全运行，对列车的运行控制提出了更高的要求。要想安全的控制高速运行的列车，必需精准的检测列车运行的实时速度。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种基于霍尔传感器的电机测速装置，采用了T法和M/T法两种测速方法的结合，避免了M/T法中因测量时间T选择不当引起的低速误测为0或实时性差的问题，从方法上保证宽范围精确测速，测速方法的切换采用了硬件切换，克服了软件切换因软件工作量大而导致的实时控制变差的缺陷，采用霍尔传感器产生旋转脉冲，具有低成本，高性能，抗干扰能力强等优点，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种基于霍尔 传感器的电机测速装置，包括霍尔传感器，所述霍尔传感器产生旋转脉冲信号经过光电耦合器传输给8253单片机以及T法与M/T法的硬件切换电路，所述硬件切换电路通过8253单片机控制，所述硬件切换电路在8253单片机产生的采样脉冲和霍尔传感器产生的旋转脉冲共同作用下，产生用于控制8253单片机中计数器的门控信号，保证中高速时采用M/T法测速，低速时采用T法测速，所述8253单片机连接有一个8051单片机，所述8051单片机与硬件切电路相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述8051单片机连接有LED显示模块或数码管显示模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述8253单片机连接有存储模块。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用了T法和M/T法两种测速方法的结合，避免了M/T法中因测量时间T选择不当引起的低速误测为0或实时性差的问题，从方法上保证宽范围精确测速，测速方法的切换采用了硬件切换，克服了软件切换因软件工作量大而导致的实时控制变差的缺陷，采用霍尔传感器产生旋转脉冲，具有低成本，高性能，抗干扰能力强等优点。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图中标号为：1-霍尔传感器；2-光电耦合器；3-8253单片机；4-硬件切换电路；5-8051单片机；6-LED显示模块；7-存储模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：

如图1所示，一种基于霍尔传感器的电机测速装置，包括霍尔传感器1， 所述霍尔传感器1产生旋转脉冲信号经过光电耦合器2传输给8253单片机3以及T法与M/T法的硬件切换电路4，所述硬件切换电路4通过8253单片机3控制，所述硬件切换电路4在8253单片机3产生的采样脉冲和霍尔传感器1产生的旋转脉冲共同作用下，产生用于控制8253单片机3中计数器的门控信号，保证中高速时采用M/T法测速，低速时采用T法测速，所述8253单片机3连接有一个8051单片机5，所述8051单片机5与硬件切电路4相连。

在上述实施例上优选，所述8051单片机5连接有LED显示模块6。

在上述实施例上优选，所述8253单片机3连接有存储模块7。

具体的，本实用新型中T法和M/T法的相关原理如下：

T法即测周期法，T法是测量相邻两个旋转脉冲之间的时间间隔即旋转脉冲的周期，经T法计算间接测得速度的。通常做法是在旋转脉冲的一个周期对已知的高频时基脉冲计数，然后通过公式计算可得到被测对象的旋转速度；T法测速是在一个旋转脉冲周期内对已知的高频时基脉冲计数，在极端情况下也会产生±1个高频时基脉冲的误差。用T法测速，转速越高，测量误差越大，因此，T法适用于低速检测；

M法即测频率法，M法是在规定的时间T内检测旋转脉冲的个数M1来间接的测量转速；该计数法的检测时间为定值T，由于检测起止时间的随机性，会导致极端情况下产生±1个旋转脉冲的误差，因此，在转速较高或转动一周产生的旋转脉冲个数较多的情况下，测量精度较高，故M法适用于检测高速旋转的被测对象；

M/T法即在检测时间T内，既测量旋转脉冲的个数M1，又测量已知高频时基脉冲的个数M，然后通过公式计算出被测对象的转速；M/T法是M法和T法的结合，在测速过程中由于同时对旋转脉冲和高频时基脉冲两种脉冲计数，只要“同时性”处理得当，无论在高速还是低速检测中都有较高的检测精度，但该法存在一个检测时间T的合理选择问题，如果检测时间T太小，会出现低速时将速度误测为0，如果T太大，则不能快速的测 出速度，影响测速的实时性。

基于上述，本实用新型采用了T法和M/T法两种测速方法的结合，避免了M/T法中因测量时间T选择不当引起的低速误测为0或实时性差的问题，从方法上保证宽范围精确测速，测速方法的切换采用了硬件切换，克服了软件切换因软件工作量大而导致的实时控制变差的缺陷，采用霍尔传感器产生旋转脉冲，具有低成本，高性能，抗干扰能力强等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于，包括霍尔传感器(1)，所述霍尔传感器(1)产生旋转脉冲信号经过光电耦合器(2)传输给8253单片机(3)以及T法与M/T法的硬件切换电路(4)，所述硬件切换电路(4)通过8253单片机(3)控制，所述硬件切换电路(4)在8253单片机(3)产生的采样脉冲和霍尔传感器(1)产生的旋转脉冲共同作用下，产生用于控制8253单片机(3)中计数器的门控信号，保证中高速时采用M/T法测速，低速时采用T法测速，所述8253单片机(3)连接有一个8051单片机(5)，所述8051单片机(5)与硬件切电路(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于：所述8051单片机(5)连接有LED显示模块(6)。

3.根据权利要求1所述的一种基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于：所述8253单片机(3)连接有存储模块(7)。