CN211697851U - 电机转速测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施方式提供了一种电机转速测量装置，包括：霍尔元件、预处理模块、单片机；所述霍尔元件的输出端与所述预处理模块输入端电性连接；对应所述霍尔元件，在所述电机旋转轴上固定有传感器信号盘，以用于在所述霍尔元件产生与电机转速对应的交变信号；所述预处理模块的输出端与所述单片机输入端电性连接；所述预处理模块用于整形所述交变信号以输出所述单片机能识别的脉冲信号；所述单片机用于根据所述脉冲信号确定转速值，所述转速值用于表示所述电机转速。以解决了利用传统电机转速测量方法测量电机转速时不能长久有效的测量的问题。

Description

电机转速测量装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种电机转速测量装置。

背景技术

目前，市场上普遍的电机转速测量方式分两种：1.接触式：测量方法在测量过程中需考察到接触压力，其最大的缺点在于接触面的考验。另外，接触式测量方式属于机械测量方式，易发生不稳定情形发生(机构考验)，故需固定。不适合高转速的方案。2.利用光学原理的非接触式测量方式，但使用于长时间测试方案上传感器测光面需要擦拭。因此上述两种测量方式长时间使用后都需要经常维修保养。

实用新型内容

本申请实施方式提供了一种电机转速测量装置，防止在长时间测量转速的情况下，设备需要经常维修保养的问题。

本申请实施方式提供了一种电机转速测量装置，包括：霍尔元件、预处理模块、单片机；所述霍尔元件的输出端与所述预处理模块输入端电性连接；对应所述霍尔元件，在所述电机旋转轴上固定有传感器信号盘，以用于在所述霍尔元件产生与电机转速对应的交变信号；所述预处理模块的输出端与所述单片机输入端电性连接；所述预处理模块用于整形所述交变信号以输出所述单片机能识别的脉冲信号；所述单片机用于根据所述脉冲信号确定转速值，所述转速值用于表示所述电机转速。

在一个实施方式中，还包括显示器；所述显示器输入端与所述单片机的第一输出端电性连接；所述显示器至少显示所述转速值。

在一个实施方式中，还包括报警装置；所述报警装置输入端与所述单片机的第二输出端电性连接；其中，所述单片机在所述转速值大于预设的转速值时，向所述报警装置发送报警信号；所述报警装置用于在接收到所述报警信号时控制其蜂鸣器发声。

在一个实施方式中，所述传感器信号盘为磁钢块；所述霍尔元件固定于所述电机的底板，其霍尔探头与所述磁钢块相对应，以接收所述磁钢块产生的磁信号。

在一个实施方式中，所述单片机包括第一处理模块；所述第一处理模块用于获得相邻的所述脉冲信号的时间差，并将所述时间差的倒数作为所述转速值。

在一个实施方式中，所述单片机包括第二处理模块；所述第二处理模块至少包括定时器；其中，所述定时器用于确定转速计算的时间周期；所述第二处理模块用于根据所述时间周期与对应时间周期中的接收到的所述脉冲信号个数，确定所述转速值。

在一个实施方式中，所述时间周期为1秒。

在一个实施方式中，目标时间段的转速值为其对应时间周期的各个转速值的平均值。

在一个实施方式中，目标时间段的转速值为其对应3个连续的时间周期的各个转速值的平均值。

在一个实施方式中，所述单片机包括反馈控制模块；所述反馈控制模块用于根据所述转速值与预设转速值，向控制电路发送控制信号；其中，所述控制电路用于根据所述控制信号控制所述电机位于的主电路上的电信号。

在本申请实施方式中，该装置通过霍尔元件，将电机主轴的旋转运动转变成对应的交变信号，再通过所述预处理模块整形所述交变信号以输出所述单片机能识别的脉冲信号。根据脉冲信号计算获得转速值，用于表征当前时间段的电机的转速。以充分利用了单片机的内部资源，且霍尔元件利用的是磁性原理，并无保养问题，克服了传统方法测量的不足，实现电机转速不同区段的精度测量。该电机转速测量装置具有测量速度快，测量精度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本说明书实施方式的一个电机转速测量装置示意图；

图2是本说明书实施方式的一个电机转速控制流程示意图。

以上附图的附图标记：1、电机；2、霍尔元件；3、预处理模块；4、单片机；5、显示器；6、报警装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“电性连接”另一个元件时，它可以是直接电性连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

本说明书实施方式提供了一种电机1转速测量装置，包括：霍尔元件2、预处理模块3、单片机4；所述霍尔元件2的输出端与所述预处理模块3输入端电性连接；对应所述霍尔元件2，在所述电机1旋转轴上固定有传感器信号盘，以用于在所述霍尔元件2产生与电机1转速对应的交变信号；所述预处理模块3的输出端与所述单片机4输入端电性连接；所述预处理模块3用于整形所述交变信号以输出所述单片机4能识别的脉冲信号；所述单片机4用于根据所述脉冲信号确定转速值，所述转速值用于表示所述电机1转速。

在本实施方式中，所述霍尔元件2可以是指基于霍尔效应的磁传感器。用它们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。所述传感器信号盘可以是电机1机轴同轴连接的磁钢片。具体的，所述霍尔元件2可以固定在电机1的底板上，与霍尔探头相对的电机1的轴上固定一片磁钢块，电机1每转一周，霍尔传感器便发出一个交变信号。所述交变信号可以是指交替变换的有一定规律的信号，例如脉冲信号。

在本实施方式中，所述预处理模块3可以是指隔离整形电路，用于整形所述交变信号以输出所述单片机4能识别的脉冲信号。具体的，可以包括放大器等，将输入的交变信号变换成规则稳定的矩形脉冲信号。

在本实施方式中，所述单片机4可以是一种集成电路芯片，可以是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断***、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机***。

在本实施方式中，所述单片机4根据所述脉冲信号确定转速值。具体的，例如，通过获取相邻的所述脉冲信号的时间差，并将所述时间差的倒数作为所述转速值。如，第一个脉冲起始时间点为0秒，第二个脉冲其实时间点为0.1秒，则对应的，在该0-0.1秒时，转速值为等于1/(0.1-0)，为10r/s。再例如，所述单片机4确定时间周期为1秒，0-1秒时接收到10个脉冲信号，1-2秒时接收到11个脉冲信号，2-3秒时接收到12个脉冲信号，则对应的转速分别为10r/s、11r/s、12r/s。对应的，可以求平均，获取0-3秒时的转速值11r/s，用于表征该时间段的电机1转速。

在本实施方式中，所述霍尔元件2因其具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点。当电机1转动时，带动传感器信号盘运动，产生对应频率的交变信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，以进行转速的测量。在本实施方式中，所述单片机4可以通过其晶振电路、复位电路以及对应的接口电路等实现电机1转速测量的自动判定测试。

请参阅图1，为本说明书的一个具体实施场景。在本场景示例中，装置由霍尔元件2、信号预处理模块3、单片机4、显示器5和报警装置6组成。所述霍尔元件2将电机1的转速转化为交变信号。所述信号预处理模块3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交变信号变换成可被单片机4能识别脉冲信号。所述单片机4在处理获得转速值后，发送给显示器5，显示器5可以是采用8位LED数码管动态显示。

在本场景示例中，预设转速值5000r/s，所述单片机4在计算获得转速值后，将所述转速值虞所述预设转速值对比。在大于5000r/s时，所述单片机4向所报警装置6发送报警信号。所述报警装置6在接收到该报警信号时控制其蜂鸣器发声。

在另一个实施场景中，启动装置后，霍尔传感器检测脉冲到来后，所述单片机4启动外部中断，每来一个脉冲中断一次，记录脉冲个数。同时启动定时器工作，每1秒定时中断一次，读取记录的脉冲个数。连续采样三次，取平均值记为一次转速值。再进行数值的判断，若数值高于5000r/s则报警并返回初始化阶段，否则就进行正常速度值判定。

请参阅图2，在另一个实施场景中，还可以控制电机1转速。在本场景示例中，装置开始启动，输入转速命令，归零，电机1(马达处于静止状态)，感测器(霍尔元件2)感测当时圆盘的位置，启动计时器，判断圈数。与输入的预设转速值进行比较，判断转速差距。

在本场景示例中，在当前转速小于预设转速值时，电机1维持目前转速运转。当前转速大于预设转速值时，可以向控制电路发送控制信号；所述控制电路可以控住所述电机1的主电路的电路通断等。

在一个实施方式中，所述的电机1转速测量装置，还可以包括显示器5；所述显示器5输入端与所述单片机4的第一输出端电性连接；所述显示器5至少显示所述转速值。具体的，所述显示器5可以是LCD液晶显示器5。

在一个实施方式中，所述的电机1转速测量装置，还可以包括报警装置6；所述报警装置6输入端与所述单片机4的第二输出端电性连接；其中，所述单片机4在所述转速值大于预设的转速值时，向所述报警装置6发送报警信号；所述报警装置6用于在接收到所述报警信号时控制其蜂鸣器发声。具体的，例如，所述单片机4处理得到的转速值大于预设转速值时，所述单片机4向报警装置6发送报警信号，通过蜂鸣器进行报警。

在一个实施方式中，所述传感器信号盘为磁钢块；所述霍尔元件2固定于所述电机1的底板，其霍尔探头与所述磁钢块相对应，以接收所述磁钢块产生的磁信号。

在一个实施方式中，所述单片机4包括第一处理模块；所述第一处理模块用于获得相邻的所述脉冲信号的时间差，并将所述时间差的倒数作为所述转速值。

在一个实施方式中，所述单片机4包括第二处理模块；所述第二处理模块至少包括定时器；其中，所述定时器用于确定转速计算的时间周期；所述第二处理模块用于根据所述时间周期与对应时间周期中的接收到的所述脉冲信号个数，确定所述转速值。

在一个实施方式中，所述时间周期为1秒。具体的，装置启动后，所述单片机4启动外部中断，每来一个脉冲中断一次，记录脉冲个数。同时启动定时器工作，每1秒定时中断一次，读取记录的脉冲个数。

在一个实施方式中，目标时间段的转速值为其对应时间周期的各个转速值的平均值。具体的，例如，目标时间段为1-5秒，时间周期为1秒，则将目标时间段分为1-2秒、2-3秒、3-4秒，3个时间段，分别对应每个时间段算出对应该时间段的转速值，取平均，得到目标时间段的转速值。

在一个实施方式中，目标时间段的转速值为其对应3个连续的时间周期的各个转速值的平均值。

在一个实施方式中，所述单片机4包括反馈控制模块；所述反馈控制模块用于根据所述转速值与预设转速值，向控制电路发送控制信号；其中，所述控制电路用于根据所述控制信号控制所述电机1位于的主电路上的电信号。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (6)

1.一种电机转速测量装置，其特征在于；包括：霍尔元件、预处理模块、单片机；

所述霍尔元件的输出端与所述预处理模块输入端电性连接；对应所述霍尔元件，在所述电机旋转轴上固定有传感器信号盘，以用于在所述霍尔元件产生与电机转速对应的交变信号；

所述预处理模块的输出端与所述单片机输入端电性连接；所述预处理模块用于整形所述交变信号以输出所述单片机能识别的脉冲信号；

所述单片机用于根据所述脉冲信号确定转速值，所述转速值用于表示所述电机转速。

2.根据权利要求1所述的电机转速测量装置，其特征在于，还包括显示器；

所述显示器输入端与所述单片机的第一输出端电性连接；所述显示器至少显示所述转速值。

3.根据权利要求1所述的电机转速测量装置，其特征在于，还包括报警装置；

所述报警装置输入端与所述单片机的第二输出端电性连接；其中，所述单片机在所述转速值大于预设的转速值时，向所述报警装置发送报警信号；所述报警装置用于在接收到所述报警信号时控制其蜂鸣器发声。

4.根据权利要求1所述的电机转速测量装置，其特征在于，

所述传感器信号盘为磁钢块；

所述霍尔元件固定于所述电机的底板，其霍尔探头与所述磁钢块相对应，以接收所述磁钢块产生的磁信号。

5.根据权利要求1所述的电机转速测量装置，其特征在于，所述单片机包括第一处理模块；所述第一处理模块用于获得相邻的所述脉冲信号的时间差，并将所述时间差的倒数作为所述转速值。

6.根据权利要求1所述的电机转速测量装置，其特征在于，所述单片机包括反馈控制模块；所述反馈控制模块用于根据所述转速值与预设转速值，向控制电路发送控制信号；其中，所述控制电路用于根据所述控制信号控制所述电机位于的主电路上的电信号。

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