一种直流有刷电机测速电路的制作方法

本实用新型涉及一种测速电路，尤其涉及一种直流有刷电机测速电路。

背景技术：

电机通常采用测速编码器和测速发电机进行测速。测速编码器价格昂贵，抗冲击能力差，安装时需要传动装置，从而体积大、安装调试困难。测速发电机不易于进行温度补偿，成本也比较高，存在换向器和电刷，难免会出现电火花，所以存在干扰现象，电刷容易磨损，需定期更换，维护工作量大，工作可靠性差。

针对这种问题，通过在电机转轴上安装磁钢，通过霍尔感应实现电机的转速测试，这种虽然成本低，体积小，但是采用霍尔传感器需要外接放大整形电路，由于霍尔感应磁场比较弱，所以得不到明显的感应信号，从而测量精准度低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种直流有刷电机测速电路，采用接触式和非接触式两种形式对直流有刷电机进行转速测量，不仅体积小，成本低，而且测量精确度高，而且不用改变电动机的外观与结构，实现直接测量。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种直流有刷电机测速电路，包括单片机电路，液晶显示屏，按键组，采样测速电路，感应电磁测速电路，直流有刷电机，采样电阻R2，感应线圈L1，其中液晶显示屏串接在单片机电路的P0、P1.0、P1.1、P3.6、P3.7端口上，按键组连接在单片机电路的P2端口上；

所述采样测速电路通过采样电阻R2串接在直流有刷电机MOTO1的供电回路中，采样测速电路对采样电阻上的电压脉冲进行信号调理得到方波，并送入单片机电路的计数器T1端口进行计数处理获得电机转速，并通过液晶显示屏显示；

所述感应电磁测速电路通过感应线圈L1感应的直流有刷电机MOTO1壳外电磁信号反馈至感应电磁测速电路进行调理得到脉冲信号，并送入单片机电路的定时器T0端口进行运算获得电机转速，通过液晶显示屏显示；

按键组由按键K1～K5组成，实现测量方式的切换。

所述采样电阻R2为0.1Ω1W，由20个2Ω电阻并联形成。

所述感应线圈L1为200匝以上的自制耦合空心线圈，其宽度≥4cm以上，长度≥8cm。

所述采样测速电路由双电压比较器V1，电阻R3～R10，电容C1～C3组成，其中电阻R4和电容C1形成微分电路接在采样电阻R2两端，对采样信号进行隔直通交，再通过电阻R3和电容C2形成的滤波电路进行高频滤除，然后通过电阻R5送入双电压比较器V1的输入-端口，电阻R6和R8形成的电压回差，以及电容C3、电阻R7及电阻R6形成的微分波形对输入信号进行噪声时间上的阻隔，通过双电压比较器V1得到脉冲信号经限流电阻R9和上拉电阻R10送入单片机电路的计数器T1端口进行计数处理。

所述感应电磁测速电路由双电压比较器V2，电阻R11～R18，电容C4～C6组成，其中感应线圈L1的感应信号通过电阻R12、R13进行工作点分压抬高，再通过电容C4进行基准电压的滤波，确保耦合波形在2.5V上下，耦合信号经过电阻R11限流，再经过电容C5隔直流后送入双电压比较器V2的输入-端，双电压比较器V2的输入+端，电阻R14～R16以及电容C6组成网络，该网络与电阻R12和R13的分压型号进行比较，其中电阻R14和R16组成电压回差，电阻R14～R15，电容C6进行微分处理，整个网络实现时间和幅度的回差，从而滤掉杂波，得到稳定的脉冲信号，该脉冲信号与直流有刷电机的转速成正比，通过将该脉冲信号与单片机电路的定时计数口T0连接，通过单片机中断采集到脉冲信号的频率，从而计算出测出的速度。

与现有技术相比，本实用新型揭示的一种直流有刷电机测速电路，具有如下有益之处：该电路中同时具有接触式测速和非接触式测速，其中接触式测速通过采样电阻串接在电机的电枢供电回路中，通过的对采样电阻上的电压脉冲信号进行调制得到方波送入单片机中计数，从而获得电机转速，非接触式测速通过自制的耦合线圈从外部对电动机壳外电磁信号进行感应，并结合调节电路对感应的信号进行调节送入单片机中运算；

两种形式都无需更改电机的结构及外观，可以实现直接连接测量，而且测量稳定性好，抗干扰能力强，测量精度高，同时测量电路体积小，成本低。

附图说明

图1是本实用新型直流有刷电机测速电路的电路图；

图2是本实用新型采样测速电路的局部电路图；

图3是本实用新型感应电磁测速电路的局部电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1～3所示，本实用新型所揭示的一种直流有刷电机测速电路，包括单片机电路，液晶显示屏，按键组，采样测速电路，感应电磁测速电路，直流有刷电机，采样电阻R2及感应线圈L1，其中：

单片机电路为单片机STC11F32XE最小电路，其P0端口连接上拉电阻RL2，P2端口连接上拉电阻RL3，P1端口连接上拉电阻RL1。

液晶显示屏选用LCD240128，其连接单片机的的P0、P1.0、P1.1、P3.6、P3.7端口，液晶显示屏串口的20引脚串联可变电阻W1及电阻R1后接地，4脚连接可变电阻W1的调节端。

按键组由按键K1～K5组成，连接单片机P2端口，实现对测速电路的控制。

所述采样测速电路由双电压比较器V1，电阻R3～R10，电容C1～C3组成，通过采样电阻R2串接在直流有刷电机MOTO1的供电回路中，直流有刷电机由外接直流电源输入供电，随着有刷电机的转动，采样电阻上产生电压脉冲信号，采样测速电路中的电阻R4和电容C1形成微分电路接在采样电阻R2两端，对采样脉冲信号进行隔直通交，再通过电阻R3和电容C2形成的滤波电路进行高频滤除，然后通过电阻R5送入双电压比较器V1的输入-端口，电阻R6和R8形成的电压回差，以及电容C3，电阻R7及电阻R6形成的微分波形对输入信号进行噪声时间的阻隔，通过双电压比较器V1得到脉冲方波信号经限流电阻R9和上拉电阻R10送入单片机电路的计数器T1端口进行计数处理，从而获得电机转速，通过液晶显示屏显示。

采样电阻R2为0.1Ω1W，由20个2Ω电阻并联形成。

所述感应电磁测速电路由双电压比较器V1，电阻R3～R10，电容C1～C3组成，通过感应线圈L1感应直流有刷电机MOTO1壳外电磁信号，感应信号通过电阻R12、R13进行工作点分压抬高，再通过滤波电容C4进行基准耦合波形的抬高，确保耦合波形在2.5V上下，耦合信号经过电阻R11限流，在经过电容C5隔直流后送入双电压比较器V2的输入-端，双电压比较器V2的输入+端，电阻R14～R16以及电容C6组成网络，该网络与电阻R12和R13的分压型号进行比较，其中电阻R14和R16组成电压回差，电阻R14～R15，电容C6进行微分处理，整个网络实现时间和幅度的回差，从而滤掉杂波，得到稳定的脉冲信号，该脉冲信号与直流有刷电机的转速成正比，通过将该脉冲信号与单片机电路的定时计数口T0连接，通过单片机中断采集到脉冲信号的频率，从而计算出测出的速度，通过液晶显示屏显不。

所述感应线圈为200匝的自制耦合空心线圈，线圈宽4cm以上，长8cm以上，提高了感应线圈的感应信号能力。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。