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霍尔开关在电机测速装置中的应用

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-09-01 08:46:47【
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。由于霍尔元件具有尺寸小、质量轻、无触点、外围电路简单,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。

因此,本文介绍一种采用霍尔开关来采集电机轴的脉冲信号,转速脉冲信号经过处理后送给8051单片机,单片机通过控制算法和系统的程序设置将计算出两驱动轮的实时转速并得到它们的转速差,从而实现两驱动轮的平稳控制。


旋转设备转动速度的数字检测基本方法是利用与该设备同轴连接的霍尔转速传感器的输出脉冲频率与转速成正比的原理,根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。

根据脉冲计数来实现转速测量的常见方法有:M法(测频率法)、T法(测周期法)和M/T法G测频率周期法)。

M法是利用一段固定时间间隔内的编码器产生的输出脉冲数来确定转速。T法,是通过测量光电编码器两个相邻脉冲的时间间隔,即脉冲周期来确定转速。而M/T法则是前两种方法的结合,从而使得在整个速度范围内都有较好的准确性。


1) M法。在规定的检测时间内,检测霍尔开关所产生的脉冲信号的个数来确定转速。虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性,因此M法测量转速在极端情况下会产生+1 个转速脉冲的误差。当被测转速较高或电机转动1圈发出的转速脉冲信号的数量较大时,才有较高的测量精度,因此M法适合于高速测量。

2) T法。它是测量霍尔开关所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。在极端情况下,时间的测量会产生士个高频脉冲周期,因此T法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时,才有较高的测量精度,所以T法适合于低速测量。

3) M/T法。它是同时测量检测时间和在此检测时间内霍尔开关所产生的转速脉冲信号的个数确定转速。由于同时对两种脉冲信号进行计数,因此只要同时性处理得当,M /T法在高速和低速时都具有较高的测速精度。

综上所示,T法仅在转速较低时实用性强些,M法在转速较高时满足要求,M/T法是在M法的基础。上吸取了T法的优点,故本文设计采用了M/T法对转速传感器输出的脉冲信号进行测量。