CN103235154A - 改进型半周期波测定方法 - Google Patents

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改进型半周期波测定方法。 霍尔传感器作为一种数字传感器以其结构简单、安装方便、耐环境性好、信号抗干扰能力强等优点，被广泛的应用于各种机电设备上作为反馈元件，信号的周期或频率反映了电机的速度变化。一种 改进型半周期波测定方法 ，其特征在于利用 霍尔电路采集和处理信号，在信号采集和处理时将每个霍尔信号都按上升沿和下降沿分别进行二次采集，并取相邻信号的相同特征区即上升沿或下降沿，进行类比，分别求出其变化的时差，并以此时差为周期，输出方波信号。本发明用于半周期波测定。

Description

改进型半周期波测定方法
技术领域
本发明涉及一种改进型半周期波测定方法。
背景技术
霍尔传感器作为一种数字传感器以其结构简单、安装方便、耐环境性好、信号抗干扰能力强等优点，被广泛的应用于各种机电设备上作为反馈元件，信号的周期或频率反映了电机的速度变化。但由于霍尔元件的检测范围限制了反馈齿轮的最小直径，再加上电机尺寸的限制，因此反馈圆盘的齿数不能太多，安装精度不是很高，这就从根本上决定了霍尔形式的传感器精度低，信号质量粗糙。电机在低速运行时这类传感装置的输出频率不会很高，电机转速的稳定性不好，导致方波信号的占空比随时发生变化，相邻信号的频率和周期差异过大(即检测单位时间内的脉冲信号个数差异太大)，若采用直接时间检测法或频率检测法将会导致很大的误差，无法达到对电机运行状态的精准判断。另外，由于单纯的周期性的霍尔信号仅能对电机的转速进行反馈，而无法判断电机的旋转方向，使其使用的场合又有了很大的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗干扰能力强的改进型半周期波测定方法。
所述目的是通过如下方案实现的：
一种改进型半周期波测定方法，利用霍尔电路采集和处理信号，在信号采集和处理时将每个霍尔信号都按上升沿和下降沿分别进行二次采集，并取相邻信号的相同特征区即上升沿或下降沿，进行类比，分别求出其变化的时差，并以此时差为周期，输出方波信号。
所述的改进型半周期波测定方法，所述霍尔电路包括霍尔检测元件，所述霍尔检测元件连接信号检出器，所述信号检出器连接双信号存储器，所述双信号存储器连接信号分析电路，所述信号分析电路连接信号输出电路。
所述的改进型半周期波测定方法，霍尔检测元件将检测到的齿形圆盘位置信号转换成方波信号，信号检出器将方波信号按上升沿和下降沿分别采集并分别送到双信号存储器中；双信号存储器分别存储方波信号的上升沿和下降沿，信号分析电路分别从存储器中提取相邻上升沿和下降沿的时差作为两个方波信号输出。
所述的改进型半周期波测定方法，当电机运行时，齿形反馈圆盘与电机转轴同步旋转，霍尔检测元件检测齿形反馈圆盘的齿状凸起并发出方波脉冲信号，信号检出电路检测方波信号的上升沿和下降沿并将其分别存入两个信号存储器；空间上相差90度电角度的两个霍尔元件所产生的方波信号其上升沿相差90度电角度，且随着电机旋转方向的不同两上升沿信号将分别体现出超前和滞后的位置关系，判断电机的旋转方向。
本发明的有益效果是：
本发明所反馈的电机转速信号精度得到大幅度的提高，基本可以满足随精度要求不是太高的常规工业伺服的要求。
本发明的霍尔电路中的开关采用标准封装，防护等级高、抗干扰能力强、耐环境性好，无需在电机上进行额外防护，对电机结构要求低，现场安装调试和维修更换都非常方便。
附图说明
附图1是本发明的信号占空比等于0.5的检测相邻信号的上升沿时差、下降沿时差，分别输出带时长的脉冲信号图。
附图2是本发明的信号占空比不等于0.5的检测相邻信号的上升沿时差、下降沿时差，分别输出带时长的脉冲信号图。
附图3是本发明的电路图。
附图4是本发明用在电机上的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式。
实施例一
一种改进型半周期波测定方法，利用霍尔电路采集和处理信号，在信号采集和处理时将每个霍尔信号都按上升沿和下降沿分别进行二次采集，并取相邻信号的相同特征区即上升沿或下降沿，进行类比，分别求出其变化的时差，并以此时差为周期，输出方波信号。
计算电机的旋转速度，
Figure BDA00003124514700031
其中T为信号周期时间，N为齿形反馈圆盘总齿数，f为信号频率
Figure BDA00003124514700032
n为电机转速。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于，如附图1所示，所述的改进型半周期波测定方法，所述霍尔电路包括霍尔检测元件，所述霍尔检测元件连接信号检出器，所述信号检出器连接双信号存储器，所述双信号存储器连接信号分析电路，所述信号分析电路连接信号输出电路。将霍尔检测元件、信号检出器、双信号存储器、信号分析电路、信号输出电路装在传感器1内，将传感器装在电机上测量齿形反馈圆盘的方波脉冲信号。
信号检出器内装有信号检测放大电路，由调整电阻和信号放大器组成，将采集到的方波信号进行调整和放大，然后传送给专用芯片即信号分析计算电路。
双信号存储器内装有时钟振荡电路，由石英振荡体和滤波电容组成，为整个电路和专用芯片提供稳定的时钟信号。
信号计算分析电路，由信号存储器和运算器组成，将接收到的方波信号按内置程序方法进行采样和分析计算；信号输出电路，由专用通讯模块组成，按信号分析电路计算分析出的信号稳定特征(标准信号)以新脉冲信号的形式输出给上位机系统(变频器等)。
实施例三
本实施例与实施例二的不同之处在于，如附图1所示，所述的改进型半周期波测定方法，霍尔检测元件将检测到的齿形圆盘位置信号转换成方波信号，信号检出器将方波信号按上升沿和下降沿分别采集并分别送到双信号存储器中；双信号存储器分别存储方波信号的上升沿和下降沿，信号分析电路分别从存储器中提取相邻上升沿和下降沿的时差作为两个方波信号输出。
实施例四
本实施例与实施例一的不同之处在于，如附图1所示，所述的改进型半周期波测定方法，当电机运行时，齿形反馈圆盘与电机转轴同步旋转，霍尔检测元件检测齿形反馈圆盘的齿状凸起并发出方波脉冲信号，信号检出电路检测方波信号的上升沿和下降沿并将其分别存入两个信号存储器；空间上相差90度电角度的两个霍尔元件所产生的方波信号其上升沿相差90度电角度，且随着电机旋转方向的不同两上升沿信号将分别体现出超前和滞后的位置关系，判断电机的旋转方向。
本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改进型半周期波测定方法，其特征在于利用霍尔电路采集和处理信号，在信号采集和处理时将每个霍尔信号都按上升沿和下降沿分别进行二次采集，并取相邻信号的相同特征区即上升沿或下降沿，进行类比，分别求出其变化的时差，并以此时差为周期，输出方波信号。
2.根据权利要求1所述的改进型半周期波测定方法，其特征在于所述霍尔电路包括霍尔检测元件，所述霍尔检测元件连接信号检出器，所述信号检出器连接双信号存储器，所述双信号存储器连接信号分析电路，所述信号分析电路连接信号输出电路。
3.根据权利要求2所述的改进型半周期波测定方法，其特征在于霍尔检测元件将检测到的齿形圆盘位置信号转换成方波信号，信号检出器将方波信号按上升沿和下降沿分别采集并分别送到双信号存储器中；双信号存储器分别存储方波信号的上升沿和下降沿，信号分析电路分别从存储器中提取相邻上升沿和下降沿的时差作为两个方波信号输出。
4.根据权利要求1所述的改进型半周期波测定方法，其特征在于当电机运行时，齿形反馈圆盘与电机转轴同步旋转，霍尔检测元件检测齿形反馈圆盘的齿状凸起并发出方波脉冲信号，信号检出电路检测方波信号的上升沿和下降沿并将其分别存入两个信号存储器；空间上相差90度电角度的两个霍尔元件所产生的方波信号其上升沿相差90度电角度，且随着电机旋转方向的不同两上升沿信号将分别体现出超前和滞后的位置关系，判断电机的旋转方向。
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