检测技术课程设计.doc

课 程 设 计 任 务 书 题 目 电动机转速测量电路设计 院 (部) 理学院 专 业 应用物理 班 级 物理122 学生姓名 张喜龙 学 号 120112236 6 月 29 日至 7 月 3 日 共 1 周 指导教师(签字) 2015年 月 日 一、课程设计目的 本实践课的主要目的是： 1．熟悉和掌握各种传感器的结构、原理及应用。 2．根据被测物理量，掌握传感器的选择与使用。 3．通过课程设计，掌握传感器信号调理电路的设计，熟悉相关电路参数的计算方法。 4．利用电子设计自动化软件进行电路仿真，绘制电路原理图。 5．通过完成一个包括传感器和信号调理电路的设计任务，使学生了解开发一个传感器应用系统的全过程，为今后从事相应工作和学习打下基础。 6．通过本课程设计，培养学生理论联系实际的能力、分析问题解决问题的能力和实际动手能力。 二、课程设计要求 在本课程设计中，学生在教师的组织下，对于某一传感器应用电路设计课题，利用一周的时间，自主学习、设计并在实验室完成设计工作。通过课程设计，应达到如下基本要求： 1传感器选择 ①根据设计题目要求所测物理量选择传感器并说明选择依据。 ②掌握所选传感器工作原理。 ③给出传感器型号、参数、使用条件等数据。 2原理图设计 ①根据设计题目要求及所用传感器设计电路原理图。 ② 计算所使用的元器件参数，合理选择型号。 ③利用电路仿真软件进行电路仿真，根据仿真结果进一步优化电路设计。 3 原理图绘制 ①利用电子设计自动化软件绘制电路原理图。 ②原理图设计完整，图中所使用的元器件的参数要正确标明。 4报告撰写 通过课程设计使学生能独立写出严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的课程设计报告。设计报告应包括方案选择、硬件电路设计、参数计算等内容并附有计算机绘制电路图。 三、设计内容 电动机转速测量电路设计 （1）设计内容 ①设计电动机旋转次数计数电路。 ②转数测量范围：0-9999； ③用4位数码管实时显示电动机转数值。 （2）设计要求 ①上网查阅有关各种转速传感器的资料，具体选择一种霍尔传感器，给出参数。 ②说明转速测量原理。 ③设计信号处理以及计数、显示电路。 ④计算有关的电路参数。 ⑤利用protel画出原理图。 四、进程安排 教学内容 学时 地点 资料查阅与学习讨论 1天 教室 设计 2.5天 教室 编写报告 1天 教室 成果验收 0.5天 教室 五、主要参考资料 1、检测与转换技术,常健生主编，机械工业出版社出版，2008.04 2、传感器与检测技术,陈杰、黄鸿主编，高等教育出版社，2012.08。 3、传感器与检测技术，魏学业 主编，人民邮电出版社，2012.08 4、传感器与检测技术，徐科军，电子工业出版社，2011.09 一．转速测量模块的流程图 二．所采用的传感器参数 霍尔电压传感器 模块名称：闭环霍尔电流传感器 模块参数： ? 测量频率： 0～100KHz ? 测量范围： 1A～40,000A ? 精??? 度： 0.2%～1% ? 相应时间： 1uS ? 线 性 度： 0.1% ? 无测量插入损耗 ? 测量AC,DC及脉冲电流 ? 原边电流与副边输出信号高度隔离 模块原理图： 工作原理： ? 被测电流In流过导体产生的磁场，由通过霍尔元件输出信号控制的补偿电流Im流过次级线圈产生的磁场补偿，当原边与副边的磁场达到平衡时，其补偿电流Im即可精确反映原边电流In值。 三．测量原理 将传感器输出信号整形为低频率的矩形波，同事记录固定频率为f的方波的脉冲次数m。电动机所带的使传感器产生信号的铁齿轮齿数为n，传感器信号两个上升沿所经历的时间为转动一个齿距的时间t。 t=m*(1/f) 转动一周的时间为T T=n*t; 转速r r=(1/T)*60 四．各模块的原理 1.传感器信号检测部分 2.电压放大部分电路图原理