摘 要：以测量电机转速为目的，使用电涡流传感器、AT89C5l单片机设计出电机转速测量系统，首先说明了设计思想，随后进行了软、硬件设计。实验表明该测量系统的测试误差小，精度高。

關键词：电涡流传感器；AT89C51；转速测量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.168

1 引言

随着现科技的不断进步，各个领域对测速系统的应用越来越多，同时也对测速精度的要求越来越高。从测速仪器是否与转轴接触又可分为接触式，非接触式，目前常用的是非接触测量，采用传感器为检测元件，读取到的信号通过微处理器来进行计算、显示。

2 系统设计

在系统中，AT89C5l作为控制器负责读取电涡流传感器输出的脉冲信号，通过外部中断对脉冲信号计数，每1s读取一次外部中断计数值，此值为脉冲信号的频率，最后通过电机转速计算公式得到转速，并由LCD显示，如果电机的转速超出限定值，蜂鸣器报警。系统框图如图1所示。

2.1 硬件设计

2.1.1 测量原理

电涡流位移传感器属于非接触测量器件，当金属物体接近电涡流传感器的感应面时，金属表面吸取电涡流传感器中的高频振荡能量，使振荡器的输出幅度衰减或频率变化，输出脉冲信号，单片机根据脉冲信号的数目可以计算出与被检测物体的转速。测量原理如图2所示。

2.1.2 仿真电路

根据系统设计进行电路仿真，仿真电路图如图3所示。

2.1.3 硬件电路

（1）电涡流传感器。电涡流传感器的基本工作原理是电涡流效应，当金属导体置于高频磁场中，会在金属表面产生感应电流。电涡流传感器就是利用电涡流效应来检测金属物体的位移、振动、转速等机械量的，具有非接触测量、线性范围宽、灵敏度高、抗干扰能力强、无介质影响、稳定可靠、易于处理等优点，经常应用在旋转机械状态的测量中。

（2）微处理器。微处理器AT89C51对电涡流传感器输出的脉冲信号进行计数，利用定时闸门完成转速频率的测量，通过计算得到电机的转速，电机转速计算公式：

其中n为电机转速，f为电机脉冲信号频率，z为转轴旋转一圈产生的脉冲数。

（3）硬件电路。硬件电路如图4所示。

2.2 软件设计

2.2.1 工作过程

对各中断初值进行初始化，电涡流输出脉冲信号到来后，启动外部中断，每来一个脉冲信号启动一次中断，记录中断次数；并在启动外部中断的同时启动T0定时器，每1秒T0定时中断一次，读取在1秒中记录的中断次数，即电机输出的脉冲信号频率，将频率值代入公式计算电机的转速，LCD显示转速值，若转速高于1000则报警。

2.2.2 流程图

如图5所示。

2.2.3 程序

main（）

{

TCONDF=0x11；

P20=1；

TMODF=0x01；

P20=0；

IE=0x83；

TWH0=TH_M1；

init_WEB（）；

TWL0=TL_M1；

while（count==0）{ }

WPS=0；

if（zs>=1000）

{

P20=1；

}

disp_led（）；

}

void counter（void） interrupt 0

{ count++；

if（count%6==0）

{ zs++；}

}

void DelayTime（void） interrupt 1

{TWH0=TH_M1；

TWL0=TL_M1；

if（++count==20）

{ fwb=1； }

}

void disp_led（） //LED显示

{ int i；

while（1）

{ display_count（）；

write_contrs（0x80）；

for （i=0；i

{

write_lable（display[i]）；

}

}

}

void display_count（）

{display[12]=（icount/1000+'0'）；

display[13]=（icount/100%10+'0'）；

display[14]=（icount/10%10+'0'）；

display[15]=（icount%10+'0'）；

}

void init_WEB（void）

{ write_contrs（0x01）；

yc1ms（15）；

write_contrs（0x38）；

write_contrs（0x0f）；

write_contrs（0x06）；

}

void write_contrs（char inst）

{ RES=0；

REW=0；

ent=1；

LCDP=inst；

ent=0；checkbestf（）；

}

void write_lable（int shuju）

{ RES=1；REW=0；

ent=1；

LCDP=display；

ent=0；check_BF（）；

}

void checkbestf（void）

{ char y，q=0x80；

while（x&0x80）

{

RES=0；REW=1；

ent=1；

q=LCDP；

ent=0；

for（y=0；y<10；y++）；

}

}

void yc1ms（int m）

{ int i，j；

for（i=1；i

for（j=1；j<120；j++）；}

3 結论

本文利用电涡流传感器和89C51相结合设计了电机转速测量系统，该测量系统能进行实时非接触测量，并具有线性范围宽、灵敏度高、精度高的特点。

参考文献：

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作者简介：毛敏（1976-），女，硕士研究生，研究方向：电子信息。