速度传感器信号采集：基于霍尔转速传感器的速度信号采集电路的研究与设计(1)

第27卷第20期2011年10月
甘肃科技
Gansu Science and Technology
Vol.27No.20
Oct.2011
基于霍尔转速传感器的速度
信号采集电路的研究与设计
徐敏
（江苏财经职业技术学院，江苏淮安）
摘要：介绍了一种基于霍尔转速传感器的速度信号采集电路，电路主要为汽车行驶状态记录仪提供转速信号，通过对霍尔转速传感器信号进行放大整形，使处理后的信号转换成标准的方波信号。实际功能验证表明，该转速信号完全能满足汽车行驶状态记录仪的设计需要。
关键词：速度采集电路；霍尔效应；转速传感器
中图分类号：TP211
1引言
现代化交通的迅猛发展，在带给人们极大便利的同时也导致了交通事故的增多，以及对事故责任的鉴定越来越困难。为了更加有效地监督驾驶人员的驾驶行为，遏制重大交通事故的发生，开发了一种用单片机实现的汽车黑匣子———汽车行驶状态记录仪。它能够客观、全面地将车辆行驶的各种状态和司机的操作行为记录在可移动的便捷信息存储设备上，并通过所记录的行驶信息数据进行分析，为判断汽车行驶状态和处理交通事故，提供真实、有效、客观的科学依据。
该系统的主要功能包括：实时监测并记录汽车行驶的各种状态信息、为驾驶员提供单独的可移动存储卡式设备、方便灵活的操作界面、实时的信息显示以及超速报警。而系统的首要任务是采集汽车的行驶状态信息，包括速度、里程、超速度及时间、停车次数及时间等，这里面最重要的是速度信息，其他信息可由速度计算或分析得出。
2速度信号采集电路
汽车行驶过程中，轮子每转一周，会通过车子内部的传感器，单位时间内输出一定数量的脉冲，通过放大整形和光耦隔离，然后送到可编程逻辑器件进行脉冲信号的计数，由单片机系统对结果进行相应的运算，可以得到速度、里程等状态信息。
转速传感器类型很多，但汽车内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受住极大的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测汽车运行的有关状态。因霍尔传感器具有灵敏度高，线性度好，稳定性高，体积小，耐高温和适合于低转速测量等特点，所以本系统选用霍尔转速传感器［1］。
3霍尔转速传感器
3.1霍尔转速传感器结构与原理
霍尔转速传感器［2］是利用霍尔元件制成的，利用霍尔效应原理工作的：一个金属或半导体薄片置于磁场中，磁场垂直于薄片，当薄片通以电流Ie时，在薄片的两侧面上就会产生一个微量的霍尔电压UH，如果改变磁场上的强度，霍尔电压的大小亦随之改变，当磁场消失时，霍尔电压变为零。
霍尔转速传感器结构原理如图1所示。它实际上是利用霍尔开关测转速。待测物上粘贴一对或多对小磁钢，小磁钢愈多分辨率愈高。霍尔开关固定在小磁钢附近。待测物体以角速度ω旋转时，每当一个小磁钢转过霍尔开关集成电路，霍尔开关便产生一个相应的脉冲。检测出单位时间的脉冲数，即可测定待测物的转速。
图1霍尔转速传感器结构原理
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速度传感器信号采集：惊天大求助！用NI PIC6221采集卡采集加速度传感器信号

答案对人有帮助，有参考价值

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有一款GT800信号采集分析软件，适合于美国NI数据采集卡，
GT800优势：1、不限总线、不限接口——与美国NI、研华、凌华等知名品牌任何通信接口数据采集卡无缝兼容；
2、不限信号——同时采集声发射、振动、温度、压力、转速、电流、继电器、激励源等信号；
3、惊艳的研究范——通参数表“参数”功能模块之间关联操作，加速您研究的步伐；
4、易学、易用、易操作——操作简洁度能windows系统媲美的信号分析软件；
5、超强的功能扩展性——目前已完善了声发射、振动研究的专用功能模块，根据研究需要选配功能模块，如需高级功能模块，可以在基础软件上升级软件；
6、虚拟输出功能——为深度信号识别分析，强势助力研究；
7、"独树一帜"的才能——可将研究成果从"通用"模块转换为"专业"应用模块。
GT800特点：1、 基于Windows平台，唯一设备管理视图、唯一存储管理视图；
2、在一个页面中添加多个功能模块，模块之间通过虚拟通道模块关联；
3、引入“数据流”概念，数据（包括波形、参数等）可在功能模块之间传递。用户使用鼠标在屏幕上点击参数或事件，可查看更多信息，如参数或事件的波形、频谱、时频等。

2015-11-28 15:43:23

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谭工

速度传感器信号采集：求助如何对加速度传感器采集的信号进行滤波？

小白，现在有一套加速度传感器设备用于测量机械加工振动，采集卡保存了加工过程中的加速度(g)、速度(mm/s)和位移（mm），供应商那边说这套设备没有滤波功能，让我自己滤波。搜论文、相关书籍看了好几天，滤波方法很多，但是没看懂要处理加速度还是速度，还是位移？也不知道我如何处理这些数据，请大佬指点。
就我现有的这些数据，我应该如何做才能让这些数据可以使用？
先不管你的物理量是什么，这里只是对你的数据进行滤波，Python里面有很多滤波方法，下面举几个例子。你先导出自己的数据，可参考如下方式进行滤波操作。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from obspy import read
from scipy.signal import savgol_filter as sgolay
from scipy import signal
tr=read()[0]
# 原始信号 s1, 及对应的时间t
s1=tr.data; t=np.arange(len(s1)) * tr.stats.delta
# 相同权重卷积平均
s2=np.convolve(s1, np.ones(50)/50, mode='same')
# Savitsky-Golay 平滑滤波
s3=sgolay(s1, 91, 3)
# 低通滤波
fs=1 / (t[1]-t[0]) # 采样率 (赫兹)
fc=2 # 截止频率 （赫兹）
b, a=signal.butter(4, 2.0*fc/fs, 'lowpass')
s4=signal.filtfilt(b, a, s1)
# 高通滤波
fs=1 / (t[1]-t[0]) # 采样率 (赫兹)
fc=1 # 截止频率 （赫兹）
b, a=signal.butter(4, 2.0*fc/fs, 'highpass')
s5=signal.filtfilt(b, a, s1)
# 带通滤波
fs=1 / (t[1]-t[0]) # 采样率 (赫兹)
f1=.1; f2=2 # 通带的两个截止频率 （赫兹）
b, a=signal.butter(4,[2.0*f1/fs, 2.0*f2/fs], 'bandpass')
s6=signal.filtfilt(b, a, s1)
# # 带阻滤波
fs=1 / (t[1]-t[0]) # 采样率 (赫兹)
f1=.5; f2=5 # 阻带的两个截止频率
b, a=signal.butter(4,[2.0*f1/fs, 2.0*f2/fs], 'bandstop')
s7=signal.filtfilt(b, a, s1)
# 画图对比
l=6
plt.figure(figsize=(15, 20))
plt.subplot(l, 1, 1)
plt.plot(t, s1, label='Original signal')
plt.plot(t, s2, label='Convolved&filtered')
plt.legend(fontsize=15)
plt.subplot(l, 1, 2)
plt.plot(t, s1, label='Original signal')
plt.plot(t, s3, label='Savitzky-Golay&filtered')
plt.legend(fontsize=15)
plt.subplot(l, 1, 3)
plt.plot(t, s1, label='Original signal')
plt.plot(t, s4, label='Lowpass filtered')
plt.legend(fontsize=15)
plt.subplot(l, 1, 4)
plt.plot(t, s1, label='Original signal')
plt.plot(t, s5, label='Highpass filtered')
plt.legend(fontsize=15)
plt.subplot(l, 1, 5)
plt.plot(t, s1, label='Original signal')
plt.plot(t, s6, label='Bandpass filtered')
plt.legend(fontsize=15)
plt.subplot(l, 1, 6)
plt.plot(t, s1, label='Original signal')
plt.plot(t, s7, label='Bandstop filtered')
plt.legend(fontsize=15)
plt.show()
下面展示这些滤波方法的结果：

速度传感器信号采集：转速传感器信号传输是以什么形式的？

1、一般的传感器都是采集的模拟信号，数据采集卡的作用就是把模拟信号数字信号，就是A/D转换。据我所知，一般的转速传感器还是输出模拟信号的。
2、转速传感器是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。
3、转速传感器由磁敏电阻作感应元件，是新型的转速传感器。核心部件是采用磁敏电阻作为检测的元件，再经过全新的信号处理电路令噪声降低,功能更完善。通过与其它类型齿转速传感器的输出波形对比，所测到转速的误差极小以及线性特性具有很好的一致性.感应对象为磁性材料或导磁材料，如磁钢、铁和电工钢等。当被测体上带有凸起（或凹陷）的磁性或导磁材料，随着被测物体转动时，传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号，达到测速或位移检测的发讯目的。

一般的传感器都是采集的模拟信号，数据采集卡的作用就是把模拟信号数字信号，就是A/D转换。据我所知，一般的转速传感器还是输出模拟信号的。

分离式传输模拟信号
谢谢