CN109709879A - 可编程霍尔开关控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可编程霍尔开关控制电路，包括：信号拾取模块，信号拾取模块包括可编程霍尔开关探头，通过可编程霍尔开关探头感应信号盘的转动以生成脉冲信号；信号处理模块，信号处理模块用于对脉冲信号进行调理以得到电平信号，其中，信号处理模块对脉冲信号进行放大的放大倍数可调；主控模块，主控模块用于根据电平信号获取信号盘的转速。本发明使一种型号的霍尔开关能够匹配不同规格的电机齿轮，适用范围较广。

Description

可编程霍尔开关控制电路

技术领域

本发明涉及霍尔开关技术领域，具体涉及一种可编程霍尔开关控制电路。

背景技术

市场上的电机转速测试仪种类繁多，测速方法无外乎是以下几种：光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法和振动测速法。以上测速方法以霍尔元件测试法的优点较为突出，测量精度较高，但其缺点也较为明显，其常与轮盘结合使用，需要加工此轮盘及安装工装，对于不同规格的齿轮需选择相应感应距离的霍尔开关，对霍尔开关的选型较为不便。

发明内容

本发明为解决目前电机转速测试中霍尔开关选型不便的技术问题，提供了一种可编程霍尔开关控制电路。

本发明采用的技术方案如下：

一种可编程霍尔开关控制电路，包括：信号拾取模块，所述信号拾取模块包括可编程霍尔开关探头，通过所述可编程霍尔开关探头感应信号盘的转动以生成脉冲信号；信号处理模块，所述信号处理模块用于对所述脉冲信号进行调理以得到电平信号，其中，所述信号处理模块对所述脉冲信号进行放大的放大倍数可调；主控模块，所述主控模块用于根据所述电平信号获取所述信号盘的转速。

所述的可编程霍尔开关控制电路还包括：显示模块，所述显示模块用于显示所述脉冲信号、所述电平信号的波形以及所述信号盘的转速。

所述信号处理模块包括反相器电路和三极管电路，所述反相器电路的输入端与所述可编程霍尔开关探头的输出端相连，所述三极管电路的输入端与所述反相器电路的输出端相连。

所述主控模块包括单片机，所述单片机的中断引脚与所述三极管电路的输出端相连，所述单片机根据所述电平信号进行计数，并根据计数结果计算所述信号盘的转速。

所述单片机应用T法测速。

所述显示模块包括示波器和LED显示器。

本发明的有益效果：

本发明通过可编程霍尔开关探头感应信号盘的转动以生成脉冲信号，并通过信号处理模块对脉冲信号进行调理以得到电平信号，以及通过主控模块根据电平信号获取信号盘的转速，信号处理模块对脉冲信号进行放大的放大倍数可调，从而使一种型号的霍尔开关能够匹配不同规格的电机齿轮，适用范围较广，采用可编程霍尔开关，还具有频率响应快、抗干扰能力强等优点。

另外，通过单片机对连续脉冲计数来实现转速测控，具有线路简单、实时性好、成本低、安装调试方便和节省空间等特点，尤其是在测量空间有限、轴偏心或传感器不便安装的条件下，该测量方式有明显的优势。而对于该控制电路使用的T法测速方式，其误差率与时钟脉冲个数成反比，从而能实时地反映电机转速的变化过程。

附图说明

图1为本发明实施例的可编程霍尔开关控制电路的方框示意图；

图2为本发明一个实施例的可编程霍尔开关控制电路的方框示意图；

图3为本发明一个实施例的信号盘的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的可编程霍尔开关探头与信号盘的相对位置示意图；

图5为本发明一个具体实施例的可编程霍尔开关控制电路的方框示意图；

图6为本发明一个具体实施例的可编程霍尔开关控制电路的电路示意图；

图7为本发明一个具体实施例的LED显示器的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例的可编程霍尔开关控制电路，包括信号拾取模块10、信号处理模块20和主控模块30。其中，信号拾取模块10包括可编程霍尔开关探头，通过可编程霍尔开关探头感应信号盘的转动以生成脉冲信号；信号处理模块20用于对脉冲信号进行调理以得到电平信号，其中，信号处理模块20对脉冲信号进行放大的放大倍数可调；主控模块30用于根据电平信号获取信号盘的转速。

进一步地，如图2所示，本发明实施例的可编程霍尔开关控制电路还可包括显示模块40，显示模块40用于显示脉冲信号、电平信号的波形以及信号盘的转速。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，信号盘为具有24个齿的齿轮信号盘，可编程霍尔开关探头11与信号盘的相对位置如图4所示。当信号盘随电机转轴旋转时，信号盘的每个齿经过可编程霍尔开关探头正前方时产生感应，输出一个标准的脉冲信号。对该信号盘而言，每24个脉冲对应电机的1个工作循环，因此，脉冲信号的频率大小就反映了信号盘转速的高低，也即电机转速的高低。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，信号处理模块20包括反相器电路21和三极管电路22，反相器电路21的输入端与可编程霍尔开关探头11的输出端相连，三极管电路22的输入端与反相器电路21的输出端相连。主控模块30包括单片机31，单片机31的中断引脚INT1与三极管电路22的输出端相连，单片机31可根据电平信号进行计数，并根据计数结果计算信号盘的转速。

具体地，如图6所示，可编程霍尔开关探头11的电源端接12V直流电，反相器电路21包括运放μA741，三极管电路22包括三极管V1，单片机31型号为AT89C52。其中，μA741的同相输入端通过电阻R3和电容C1连接到可编程霍尔开关探头11的第一输出端，电阻R3的一端通过电阻R1连接到可编程霍尔开关探头11的第二输出端和接地端，μA741的反相输入端通过电阻R2连接到可编程霍尔开关探头11的第二输出端和接地端，在μA741的反相输入端和输出端之间连接有电阻R4，μA741的输出端通过电阻R5连接到三极管V1的基极。三极管V1的发射极连接到可编程霍尔开关探头11的第二输出端和接地端，三极管V1的集电极通过电阻R6连接到5V电源端，并作为三极管电路22的输出端连接到AT89C52的中断引脚INT1。

由单片机31的INT1引脚接收电平信号，进而控制单片机31内部定时计数器T1的启动和停止。当INT1引脚接收到低电平时启动计数，接收到高电平时停止计数。此时计数器中记得的数值m为12分频时钟的周期数。单片机31应用T法测速，因此转速测量公式为n＝60f/zm。其中f为单片机31的内部时钟脉冲频率，m为单片机31响应中断从计数器T1读出的计数值，60代表每分钟的转速，z为齿轮信号盘每转输出的脉冲个数。

本发明实施例采用T法测速，通过测量霍尔传感器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速，其具有较高的精度，因为T法对每个转速脉冲都进行了转速的计算，最大限度地利用了传感器所提供的转速信息，能实时地反映转速的变化过程。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，显示模块40包括示波器41和LED显示器42。示波器41可用于显示脉冲信号、电平信号的波形，LED显示器42可用于显示信号盘的转速值。

具体地，如图7所示，LED显示器42与单片机31相连，单片机31的I/O口线数据采用串行输入并行输出，LED显示器42采用共阳极接法。LED显示器42包括74LS164和数码管，以及包括三极管、电阻等的外部电路，图7以四个74LS164和四位数码管为例。优选地，可采用串行口扩展的LED显示接口电路，可以在线调整LED发光的亮度，获得视觉与功耗的最佳效果。

根据本发明实施例的可编程霍尔开关控制电路，通过可编程霍尔开关探头感应信号盘的转动以生成脉冲信号，并通过信号处理模块对脉冲信号进行调理以得到电平信号，以及通过主控模块根据电平信号获取信号盘的转速，信号处理模块对脉冲信号进行放大的放大倍数可调，从而使一种型号的霍尔开关能够匹配不同规格的电机齿轮，适用范围较广，采用可编程霍尔开关，还具有频率响应快、抗干扰能力强等优点。

另外，通过单片机对连续脉冲计数来实现转速测控，具有线路简单、实时性好、成本低、安装调试方便和节省空间等特点，尤其是在测量空间有限、轴偏心或传感器不便安装的条件下，该测量方式有明显的优势。而对于该控制电路使用的T法测速方式，其误差率与时钟脉冲个数成反比，从而能实时地反映电机转速的变化过程。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种可编程霍尔开关控制电路，其特征在于，包括：

信号拾取模块，所述信号拾取模块包括可编程霍尔开关探头，通过所述可编程霍尔开关探头感应信号盘的转动以生成脉冲信号；

信号处理模块，所述信号处理模块用于对所述脉冲信号进行调理以得到电平信号，其中，所述信号处理模块对所述脉冲信号进行放大的放大倍数可调；

主控模块，所述主控模块用于根据所述电平信号获取所述信号盘的转速。

2.根据权利要求1所述的可编程霍尔开关控制电路，其特征在于，还包括：

显示模块，所述显示模块用于显示所述脉冲信号、所述电平信号的波形以及所述信号盘的转速。

3.根据权利要求1或2所述的可编程霍尔开关控制电路，其特征在于，所述信号处理模块包括反相器电路和三极管电路，所述反相器电路的输入端与所述可编程霍尔开关探头的输出端相连，所述三极管电路的输入端与所述反相器电路的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的可编程霍尔开关控制电路，其特征在于，所述主控模块包括单片机，所述单片机的中断引脚与所述三极管电路的输出端相连，所述单片机根据所述电平信号进行计数，并根据计数结果计算所述信号盘的转速。

5.根据权利要求4所述的可编程霍尔开关控制电路，其特征在于，所述单片机应用T法测速。

6.根据权利要求2所述的可编程霍尔开关控制电路，其特征在于，所述显示模块包括示波器和LED显示器。