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基于霍尔传感器的高精度测速电路设计方案

导读: 在高铁,地铁蓬勃发展的今天,为保证列车安全运行,对列车的运行控制提出了更高的要求。要想安全的控制高速运行的列车,必需精准的检测列车运行的实时速度。

  设计宽范围高精度测速电路;通过对三种常用转速测量方法的分析比较。确定采用M法与M/T法相结合的方法测速,从理论上保证测速的宽范围和高精度;电路设计中为了简单,快速,准确的测速,两种测速方法之间采用硬件切换电路完成。克服了软件切换因工作量大而导致的实时控制变差的缺陷:采用片外计数器8253弥补了8051硬件资源短缺的不足,利用霍尔元件完成转速到旋转脉冲的转换。实现了低成本,高性能。

  0 引言

  在高铁,地铁蓬勃发展的今天,为保证列车安全运行,对列车的运行控制提出了更高的要求。要想安全的控制高速运行的列车,必需精准的检测列车运行的实时速度。

  1测速方法的比较

  检测列车运行速度可采取多种方法。其中轮轴转速的检测是检测列车运行速度最常用的方法之一。对旋转装置转速的检测,可采用脉冲计数法。脉冲计数法只要轮轴转动一周,就能产生一个或多个固定脉冲。将旋转脉冲送入微处理器计数,结合软件的运算处理,便可测得转速信息。

  脉冲计数法的关键是如何精确的对脉冲计数。常用的方法有3种,分别为M法,T法和M/T法。

  1.1 M法测速

  M法即测频率法。M法是在规定的时间T内检测旋转脉冲的个数M1来间接的测量转速p胡,如图1(a)所示,转速N的计算公式为:

基于霍尔传感器的高精度测速电路设计方案

  式中n为轮轴每转动一周产生的脉冲个数。

  该计数法的检测时间为定值T.由于检测起止时间的随机性,会导致极端情况下产生±1个旋转脉冲的误差,因此,在转速较高或转动一周产生的旋转脉冲个数较多的情况下。测量精度较高。故M法适用于检测高速旋转的被测对象。

  1.2 T法测速

  T法即测周期法。T法是测量相邻两个旋转脉冲之间的时间间隔即旋转脉冲的周期,经T法计算间接测得速度的嘲。

  通常做法是在旋转脉冲的一个周期对已知的高频时基脉冲计数,如图l(b)所示,然后通过式(2)计算可得到被测对象的旋转速度口一。

基于霍尔传感器的高精度测速电路设计方案

  式(2)中,N,为被测对象的转速,n为轮轴每转动一周产生的脉冲个数。厂为已知高频脉冲的频率,尬为在一个旋转脉冲周期内包含的高频时基脉冲的个数。

  T法测速是在一个旋转脉冲周期内对已知的高频时基脉冲计数,在极端情况下也会产生±1个高频时基脉冲的误差。

  用T法测速,转速越高,测量误差越大,因此,T法适用于低速检测。

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责任编辑:Dav
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