工科物理实验教学中传感器应用实验综述

温度传感器、霍尔传感器与光敏传感器作为常用的传感器类型,在大学物理实验课程中已逐渐普及。通过综述其物理原理,突出它们作为敏感元件的作用,结合物理实验的基础性,给出简易的演示物理实验或设计性实验内容。将其应用于大学物理实验教学中,丰富了课程内容,训练了学生的动手、动脑和分析能力,已经取得了积极效果。

基于Bouc-Wen迟滞模型的霍尔传感器速度检测系统

设计了一种基于霍尔传感器的速度检测系统,并用迟滞模型对该系统的迟滞问题进行处理。采用以STC89C52单片机为核心的硬件检测系统,通过A44E霍尔传感器实现对速度的测量统计,并在数码管上实时显示里程及速度。在硬件部分设计完成的基础上,分析传感器的迟滞现象对速度检测系统的影响,通过遗传算法辨识Bouc-Wen迟滞模型的参数,利用辨识后的Bouc-Wen迟滞模型求取精确的速度观测值,使得测量系统的准确性得到有效提高。

基于霍尔传感器的电动小车测速监测系统的研究与设计

传统的遥控小车经过发展已经实现蓝牙无线操控,但电动小车在功能上仅限于前进、后退、简单旋转和加减速等简单操作,本系统针对此,以单片机为控制核心,采用霍尔传感器实时采集车轮转速和方位信号,根据信号的变化可随时调节控制电机的PWM及位置信号,系统不仅实现了简单的加减速功能,同时还能实现电动小车测速、调速、监速报警、稳速,并实时稳定显示速度和里程功能。系统稳定可靠、抗干扰能力强、成本低、使用方便。

基于AT89S52单片机的测速仪设计

对测速仪的原理及实现方法进行了介绍,采用AT89S52单片机作为控制芯片,利用霍尔传感器采集被测信号,被测信号通过A/D转换后送到单片机,经过计算后在LCD上进行显示,另外通过矩阵键盘设置计算参数,并使用存储芯片储存重要数据和参数。对此测速仪的应用范围和前景进行了一定的探讨,也指出了此测速仪在工业生产和日常生活运用中的独特优势。

基于A3144E无线测速系统设计与开发

为了便于对石油钻井滚动轴承的转动速度进行监控,进行数据收集及故障监测,本文设计了一种基于A3144E无线测速系统。该系统可以有效避免机械磨损,在测量过程中无需与被测物直接接触,从而减小了对被测物的影响,而且方便地进行后期维护,应用广泛。电路实物的测试结果表明,该系统的无线测速系统能准确测量被测对象。

基于以太网的蓄电池充放电电流远程监测系统的研制

为了方便研究蓄电池充放电策略,文中设计了基于以太网的蓄电池充放电电流远程监测系统。系统以TI公司的DSP芯片TMS320F2812为核心,在下位机构建TCP/IP协议栈,采集蓄电池的充放电电流,并将采集到的数据通过以太网上传至上位机。上位机可以对下位机上传的数据进行图形化显示、分析和存储,并能通过以太网对下位机数据采集的关键参数如采样率等进行设置。

基于BP网络的斜井巷道防跑车系统设计

为了防止斜井巷道跑车事故的发生,文章以设置1个挡车栏为例,设计采用S 7-200PLC控制的柔性防跑车控制系统。该控制系统采用常闭式柔性钢丝挡车栏,Matlab训练BP网络后,在实验室模拟设计方案,采用霍尔传感器通过BP网络消除温度的干扰,再经过光电耦合器过滤,测量准确可靠的矿车运行速度,当运行速度超过预定值时发生报警,且挡车栏不动作,能挡住矿车的继续运行,阻止事故的发生。

直流稳压电源及漏电保护装置系统研制

设计了一种输入电压为5.5V^25V,输出电压为5V的直流稳压电源及其漏电保护装置系统。直流稳压电源模块采用达林顿管TIP42、OP07运算放大器及三极管构成一个深度负反馈稳压电路。输出电压经ADS1286转换为数字量后送入单片机采样输出电压,经霍尔电流传感器CSM002A、跟随器OP07后,送入ADS1286,转换为数字量后送入单片机采样负载电流。由软件程序计算功率,并在液晶上显示。通过采样负载电流与总电流的差值实现漏电检测,并进行漏电保护。经测试,系统电压调整率Su≤1%,负载调整率SL≤1%,5.5V^25V输入,输出为5±0.05V。

基于单片机的电机测速系统设计

文章设计了以单片机STC89C51为硬件的控制核心,用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。通过对方案的分析,文章确定了系统的硬件设计和软件设计,该系统具有频率响应快、抗干扰能力强等特点。

基于PIC16F72单片机无刷直流电机控制器设计

随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化,作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,无刷直流电机的应用也因此而迅速增长,本设计是通用无刷电机的控制器设计,以PIC16F72单片机为控制电路,单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号,通过软件编程控制无刷直流电动机,实验表明具有较好的参考价值。

基于霍尔传感器的SRM非线性降阶观测器设计

SRM是一种具有双凸极结构和强非线性的新型特种电机,其结构简单、容错性高、调速方便,被广泛应用于电动汽车和航空航天领域。鉴于SRM驱动系统无转子位置检测装置,对转子运动状态进行预测具有重要的研究价值。基于国内外研究现状,设计了一种SRM非线性降阶观测器,采用霍尔传感器对定子电流和电压信号进行测量,由此对转子位置和转速进行预测。研究表明:文中设计的非线性降阶观测器基本可以满足SRM调速需求,系统响应速度比传统PID控制快10 ms左右,但转矩脉动较大,需要进一步优化。

适应于离散系统的无刷直流电机的建模与仿真

针对离散系统有感无刷直流电机模型搭建问题,根据数字逻辑关系与数学公式构建了霍尔传感器模型与电机模型,利用Simulink工具将传感器模型应用于无刷直流电机模型中,构建了无刷直流电机的离散仿真系统。仿真结果验证了电机模型的可行性,为研究电机离散控制系统提供了一个可靠的方案。

绞馅机控制系统设计

本文基于串励电机工作原理, 设计了以零点电路检测的零点信号为基准, 通过按键设定电机的速度等级的控制系统.该系统利用霍尔传感器及温度传感器实时检测得到相关数据, 并通过LCD屏显示及设定报警功能保证系统正常运行.

一种基于径向充磁的霍尔式新型角度传感器

利用径向磁铁的磁感应强度沿径向同心圆正弦分布的特点,设计了一款新型角度传感器.分析了基于线性霍尔元件和径向充磁的角度测量原理,给出了角度计算方法,并设计制作了角度传感器.实验表明,该角度传感器结构简单,测量重复性好,绝对误差小于0.3°.

太阳能光伏汇流箱监测系统设计

光伏汇流箱是光伏发电的重要组成部分,主要用于太阳能光伏组件与直流控制柜间的连接。文中设计的光伏汇流箱主电路以单片机STC12C5A60S2为控制核心,由电流检测电路、温度检测电路、通信电路和电源电路等组成,主要实现光伏汇流箱温度检测;利用霍尔传感器实现了太阳能光伏组件阵列的电流巡检;同时利用DC-DC原理实现了高电压到低电压的转换,并以此为主控电路提供电源。此外,还实现了光伏汇流箱与PC机的通信。该设计简单实用,且具有成本低、可靠性高的优点。

霍尔传感器的角差对功率测量的影响

角差是互感器准确度指标的重要组成部分,是影响功率测量准确度的主要因数之一。然而,在变频电机、变频器、逆变器等的功率测量中,由于目前广泛使用的霍尔电压、电流传感器一般不标称角差指标,传感器的角差指标往往被忽视。通过对LEM公司的LV100-4000型霍尔电压传感器进行大量的试验和分析,计算得到其相位误差值,与由传感器标称上升时间推导得出的角差指标基本相符。在此基础上提出了霍尔电压传感器角差的估算公式,并按照公式给出了常用霍尔电压传感器的角差参考值。

基于LabVIEW的霍尔传感器位移测量系统

在现代工业生产设备中,位移测量器的作用日益凸显,传统的设备往往难以满足现代设备对其体积精度等各方面的高要求。设计了一种基于LabVIEW的霍尔传感器位移测量系统。首先通过分析霍尔传感器的输出特性得到其输出电压与外部位移的关系,再利用外围硬件电路对采集到的输出电压进行放大并滤波,进而根据实测传感器的输出电压计算得出实际的位移值,最后在Multisim中利用压控电压源建立霍尔传感器模型,并利用LabVIEW与Multisim的联合仿真处理来自传感器的输出数据。最终结果表明该系统能有效显示位移并依据设定的限值适时报警。

基于STC系列微控制器的电机数字测速系统设计

为了满足工业电气控制中对发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的转速测量和控制,设计一款基于微控制器控制的霍尔传感器测速系统,此系统具有抗干扰能力强,测量精确等优点。

一种里程防误计算系统

设计提出了一种里程防误计算系统,在系统中安装两个霍尔传感器,在齿圈随车轮转动时,两个传感器同时检测并输出脉冲信号。用于消除车辆停泊在霍尔传感器检测临界位置时产生的不规则脉冲信号,避免错误计算,提高车辆行驶里程计算的准确性。

开关电源并联控制系统设计与实现

该设计由自制两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块并联组成,以STC12LE5A60S2低功耗单片机为控制核心,控制电路自动实现电流分配。每个模块的输出电流的绝对值相对误差小于2%,系统额定输出总电流大于4A。利用霍尔电流传感器ACS712精确测量输出总电流及从模块输出电流,采用闭环负反馈的方式使模块输出电流比无限逼近预置电流比。系统稳定性强,具有精确地短路保护(动作电流为4.5A)及自动恢复功能。