内容发布更新时间 : 2024/5/6 17:30:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于霍尔传感器的测速仪设计

【摘要】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。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。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。

【关键词】传感器原理；检测技术；检测速度；

一、测速仪功能简介

测速是工农业生产中经常遇到的问题，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。使用单片机技术进行测速，可以采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。

二、霍尔传感器介绍

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。如图1所示，这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。

图1 CS3020

三、基于霍尔传感器的测速仪系统设计 1、系统总体结构

基于霍尔传感器的测速仪系统总体结构如图2所示：

图2基于霍尔传感器的测速仪系统结构图

2、信号获取电路

图3是测速电路的信号获取部分，在电源输入端并联电容C6用来滤去电源尖啸，使霍尔元件稳定工作。HR3020表示霍尔元件，采用3020，在霍尔元件输出端（引脚3）与地并联电容C7滤去波形尖峰，再接一个上拉电阻R15，然后将其接入LM393的引脚3。用LM393构成一个电压比较器，将霍尔元件输出电压与电位器R16比较得出高低电平信号给单片机读取。C8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。R18为LM393 ,1脚的上拉电阻。

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。切割霍尔时D2会发光

图3 测速电路的信号获取部分

3、电源部分电路

图3电源部分电路