基于GMR傳感器的可辨向齒輪轉(zhuǎn)速傳感器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在工程實(shí)踐中，經(jīng)常會遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合。例如在發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的控制中，常需要對電機(jī)的轉(zhuǎn)速及其轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行精確的測量、并且顯示。由于電機(jī)的轉(zhuǎn)動與齒輪的轉(zhuǎn)動是同軸的，那么測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向可以轉(zhuǎn)化為測量齒輪的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向。齒輪轉(zhuǎn)速傳感器是將旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速信息轉(zhuǎn)換為電量輸出的傳感器。
　　市場上目前應(yīng)用最多的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器主要有三種：光電式、磁電式和霍爾式齒輪轉(zhuǎn)速傳感器。雖然，它們分別具有

2、各種各樣的優(yōu)點(diǎn)，但是這些齒輪轉(zhuǎn)速傳感器也存在一些缺點(diǎn)，如要么易受振動沖擊，油污、粉塵及雜質(zhì)等惡劣環(huán)境的影響，要么信號幅度的變化取決于信號轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，或者受傳感芯片靈敏度的限制，測量間距不夠大。而且，以上傳感器都較少包含對轉(zhuǎn)動方向的測量。
　　本文采用靈敏度很高的巨磁阻（GMR）芯片VA100F3作為敏感元件設(shè)計(jì)了一款寬測量間距的可辨向齒輪轉(zhuǎn)速傳感器。并對測量轉(zhuǎn)速及方向測量的可行性利用Ansoft Maxwell軟件進(jìn)行了驗(yàn)證，通過

3、仿真得出：在一定的測量間距下，磁場的變化在 GMR芯片的工作范圍內(nèi)；每經(jīng)過一個(gè)齒出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波；兩路相差1/4齒間距位置的磁場輸出信號也是相差90°相位。這證明了采用文中的設(shè)計(jì)方法可以設(shè)計(jì)出具有辨向功能的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器。
　　本文詳細(xì)介紹了該傳感器的信號處理電路及單片機(jī)處理電路的各個(gè)部分的功能和特點(diǎn)。在轉(zhuǎn)速測試平臺上，對文中研制的傳感器進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果證明該傳感器測量精度高，可精確辨向，而且相較于霍爾傳感器測量間距較寬