基于單片機的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設計

--開始開始30HR0，表首地址DPTR，（R1）=0FEH（R0）賦值給AA+DPTR賦值給P0（R1）=P1，（R1）=A，RLAINCR0，A=（R1）（R1）=0DFH？結(jié)束N圖3－6顯示程序流程圖3.3本章小結(jié)本章主要介紹了程序設計原理以及程序的設計思路。第4章系統(tǒng)調(diào)試電路調(diào)試是整個系統(tǒng)功能否實現(xiàn)的關鍵步驟，我們將整個調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。4.1硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是針對我的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機硬件電路分別進行調(diào)試。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。1.上電前的調(diào)試在上電前，我們必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。特別是數(shù)碼管的連接部分，有PROTEL制作的PCB確保要和原理圖上的圖一致，有些在電路板上沒法連接的線路，要用短接線把接好，對照著原理圖部分，一部分一部分地用萬用表測量，注意焊點之間，確保焊點沒有短接在一起，同時注意焊點的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。2.上電后的調(diào)試在確保硬件電路正常，無異常情況(斷路或短路)方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗電路是否接錯，同時還要檢驗原理是否正確，在本次課程設計中，上電調(diào)試主要只轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的單片機控制部分、數(shù)碼管點亮部分、和上位機通信是的電平轉(zhuǎn)換和串口通信部分的硬件調(diào)試。1.單片機控制部分硬件調(diào)試：這一部分調(diào)試主要是檢查時鐘電路、復位電路是否接對，單片機的電源以及地是否接好，以及其他的一些管腳的接法?？磫纹瑱C通電后能否可以正常工作等這一系列問題。2.數(shù)碼管LED電路調(diào)試：由于數(shù)碼管采用的是動態(tài)掃描的方式點亮的。數(shù)碼管的公共端（COM）接在7407驅(qū)動再接到單片機的P2口作為位選信號，字型是接在P0口。電路上電檢查7407是否接上電源和地讓其正常工作。在這一前提下，查看數(shù)碼管能否點亮。只需要接仿真機上編寫一個小程序讓5位LED全亮，或者讓它們其中的某位點亮，也可以顯示不同的數(shù)字，根據(jù)要求給P0口，P2口分別賦值。即可檢查數(shù)碼管的硬件電路是否正確，即可判斷顯示驅(qū)動電路整個完整，首先排除這里的故障。3.發(fā)送部分硬件電路調(diào)試：這一部分電路硬件調(diào)試主要完成任務是使得通過HIN232CPE電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換前后的電平關系?？梢杂檬静ㄆ骱腿f用表檢查電平轉(zhuǎn)換前后的關系，這里不在贅述。4.2軟件調(diào)試單片機程序調(diào)試思路：單片機部分調(diào)試工作的完成主要應用LCA51軟件來完成，這一部分工作首先將轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的各個模塊——計算程序中的除法程序、雙字節(jié)的二-十進制數(shù)制轉(zhuǎn)換程序，壓縮BCD碼十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼的程序以及顯示部分程序調(diào)試好，不斷調(diào)試，不斷修改直到正確為止。LCA51軟件是一種非常實用的多窗口編輯、調(diào)試軟件。LCA51軟件全面支持匯編語言，C51語言，PL/M51語言的編譯/連接、調(diào)試。軟件支持單文件方式和工程化管理兩種模式。用戶可自定義各種語言的關鍵詞.軟件完全支持源語句級在線調(diào)試。高級語言還支持源文件調(diào)試和匯編語言指令行對照調(diào)試。用戶可同時打開多個窗體編輯、調(diào)試、變量觀察.用戶可在線對原文件直接編輯、編譯、連接、加載和調(diào)試，軟件支持編譯錯誤源文件定位。調(diào)試時用戶可動態(tài)觀察、修改設定變量（包括CPU片內(nèi)寄存器、特殊寄存器及外部寄存器、內(nèi)存）的值。調(diào)試主要方法和技巧：通常一個調(diào)試程序應該具備至少四種性能：跟蹤、斷點、查看變量、更改數(shù)值。1.跟蹤調(diào)試調(diào)試應用程序所提供的重要性能也許就是跟蹤應用程序。跟蹤應用程序使用戶能夠在運行應用程序時，看到PC指針在應用源代碼程序中的確切位置，LCA51提供以下方法對程序的執(zhí)行進行跟蹤。跟蹤型單步執(zhí)行一條源語句程序。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進入函數(shù)中，再執(zhí)行函數(shù)的第一條源語句行前停止。通過型單步僅執(zhí)行下一條源語句程序，然后又停止。如果是調(diào)用一函數(shù)，運行完整個函數(shù)并停止在函數(shù)返回處。2.斷點調(diào)試如果已知程序中某塊代碼實際運行正常的情況下，仍用跟蹤調(diào)試方法，將大大浪費時間，而且很枯燥，因此調(diào)試中第二個重要工具是在源代碼中預定處設置斷點，大多數(shù)調(diào)試程序通過使用斷點中止程序執(zhí)行。注意：如果用戶調(diào)試高級語言，因為系統(tǒng)要占用2個斷點，所以可設置的斷點數(shù)為最大斷點個數(shù)減2。LCA51調(diào)試軟件還提供一次性斷點：執(zhí)行到光標所在行。如果用戶按熱鍵F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達光標行處或調(diào)試程序遇到另一個斷點。3.查看變量顯然，通過一系列指令查看應用程序，了解導致某一錯誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。LCA51軟件提供了以下幾種方法對變量進行查看。通過添加觀察項菜單可以將用戶希望觀察的變量添加到觀察窗口中，長期進行觀察。用戶程序在單步或斷點停下時，將更新變量的取值。用戶可以直接移動鼠標到相應的變量名上，點擊鼠標左鍵，將出現(xiàn)一個提示窗口，顯示這個變量的當前值。用戶還可以打開程序空間窗口、內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進行數(shù)據(jù)塊觀察。4.更改數(shù)值如果用戶在調(diào)試過程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會對程序性能產(chǎn)生影響或引起異常時，立即更改變量的內(nèi)容是很有效的方法，以確保該值在正確范圍內(nèi)不會產(chǎn)生錯誤。LCA51軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€變量值范圍的反應，而無需為設置每個值而重新加載調(diào)試。在更改對話框中用戶輸入要更改的取值，點擊確定按鈕。用戶可以在輸入框中輸入十六進制或十進制數(shù)據(jù)。程序調(diào)試過程：整個程序是一個主程序調(diào)用各個子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個程序都能平穩(wěn)運行，各個模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個子程序模塊進行分別調(diào)試。首先要對計算程序進行調(diào)試，其中關鍵就是那個四字節(jié)除三字節(jié)的程序顯得尤為重要，在整個程序中，四字節(jié)的被除數(shù)是確定的常數(shù)，而除數(shù)是測量記數(shù)的值，當各個模塊調(diào)試時，我們可以先對除數(shù)先賦不同的值，利用查看內(nèi)部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)窗口觀察出計算出來的結(jié)果和用計算器算得的結(jié)果是否一致，可以舉例多次數(shù)據(jù)，確保程序正確，才能得到想得到的數(shù)據(jù)。其次、二進制到十進制的轉(zhuǎn)換，我們依然可以利用上述列舉的方法，多次給出數(shù)據(jù)，然后運行程序，可以設置觀察變量，觀察出程序轉(zhuǎn)換的結(jié)果。最后、拆分壓縮BCD碼十進制以及最后的顯示程序，可以利用上述提到的各種方法，觀察30-34H內(nèi)部的數(shù)據(jù)，緩沖數(shù)據(jù)的觀察檢查完畢后，調(diào)用顯示程序，觀察數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)是否是內(nèi)存緩沖中需要顯示的數(shù)據(jù)。4.3綜合調(diào)試在硬件和軟件單獨調(diào)試成功后進行軟硬件綜合調(diào)試，它可以分成以下幾個步驟：1.使霍爾傳感器有方波信號輸出；2.使單片機獲得中斷信號，計算出轉(zhuǎn)速值并存儲；3.通過LED數(shù)碼管把測量的數(shù)據(jù)顯示出來。4.通過通信使得PC機與單片機之間的通信成功。4.4故障分析與解決方案故障出現(xiàn)情況：1.霍爾傳感器不能產(chǎn)生有效的TTL電平，產(chǎn)生波形不穩(wěn)2.單片機的中斷服務程序不能執(zhí)行，不管是定時中斷還是外部中斷；3.中斷執(zhí)行低速情況也就是軟件記數(shù)功能不對；4.測得的轉(zhuǎn)速不準確，而且在波形頻率變化下顯示轉(zhuǎn)速卻不變5.單片機顯示部分無法工作，顯示不穩(wěn)定；6.信號發(fā)生器模擬轉(zhuǎn)速測量正確，接電機不穩(wěn)定7.通信時單片機接收顯示數(shù)據(jù)不正常，PC機接收亂碼；解決方案（針對上述故障一一對應的解決方案）：1.硬件電路中霍爾傳感器應工作在5V電壓，中間引腳接地，數(shù)據(jù)線接單片機的外部中斷0。在電機的轉(zhuǎn)軸上還要貼上一粒磁鋼，利用霍爾效應產(chǎn)生方波。利用萬用表檢查時發(fā)現(xiàn)接5V和地的PCB上的線都壞了，重新用線接在電路板上。當波形出來后，顯示的波形不穩(wěn)，而且不夠理想，后來在信號線與地之間接了472的瓷片電容濾波。波形得到了大大改善；2.首先檢查程序中的開頭，中斷入口地址，發(fā)現(xiàn)中斷定時0的地址寫成中斷定時1的入口地址了。外部中斷沒有執(zhí)行跟沒有中斷信號加入有關系。在前面還沒有解決的時候，我們暫時用信號發(fā)生器來代替外部中斷9的輸入，由于中斷執(zhí)行與否我們沒法看到，可以用設置中斷點的方法或者利用示波器，在中斷服務程序中重新編寫一些程序觀察單片機的某一輸出口的波形變換或者中斷程序中讓數(shù)碼管點亮等直觀可以看到的方法來檢查中斷的執(zhí)行情況；3.中斷服務程序中程序設計有問題，要先讀去反映轉(zhuǎn)速的TH0，TL0，再去清0，軟件記數(shù)的高字節(jié)VTT應該在定時中斷0中的服務程序中自增的同時清TH0，TL0，在外部中斷程序中要讀取三字節(jié)的記數(shù)值后同時清三個記數(shù)器，再從中斷返回；4.在確定轉(zhuǎn)速計算程序的正確性的條件下出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速不準確，就是在調(diào)用轉(zhuǎn)換程序時出現(xiàn)了問題，觀察程序時發(fā)現(xiàn)調(diào)用子程序是傳送的參數(shù)不對，在用寄存器R的時候出現(xiàn)了重復現(xiàn)象，導致轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)了混亂。在波形頻率改變而轉(zhuǎn)速不改變由于在調(diào)用顯示程序時候在調(diào)用之后在顯示這里死循環(huán)，不能適時進行計算了。5.由于顯示部分的程序是動態(tài)顯示，是一位一位的顯示，在位選信號這里出現(xiàn)了問題，在左移的時候出現(xiàn)問題，以及顯示完一個字型后調(diào)用的延時時間不合理導致顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，改變時間到1毫秒左右就差不多對了。6.后來在接信號發(fā)生器時候要是接正弦波時候一樣發(fā)生不穩(wěn)定跳轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，由此可以推測，在傳感器輸入的信號不是理想的方波，而且電平值不夠大，所以在霍爾傳感器信號輸出端接濾波電容以及一個10K的上拉電阻就可以解決問題了。7.由于單片機與PC機之間的設置以及電平轉(zhuǎn)換不一致具體參見通信部分的畢業(yè)設計。4.5本章小結(jié)本章主要對該系統(tǒng)進行綜合調(diào)試以及遇到的故障解決方案。結(jié)論通過各方面努力，本次畢業(yè)設計任務完成，系統(tǒng)各部分功能均已實現(xiàn)，單片機能夠測量出電機的轉(zhuǎn)速并能顯示在LED數(shù)碼管上，并能向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)；測量范圍也是比較寬的60r/min-36000r/min，精度也在0.1%，都達到了比較理想的狀態(tài)。本次設計得出以下經(jīng)驗：1.由于本系統(tǒng)采用5V直流電源供電，霍爾傳感器要選用工作電壓的范圍包含5V電壓的可以省去再用一個電源的麻煩，單片機等都是工作在TTL電平的，霍爾傳感器輸出的波形應為TTL電平，以便單片機能夠識別。2.數(shù)碼管要采用共陰數(shù)碼管，因為數(shù)碼管的灌電流可以大些達到幾十毫安，但是拉電流比較小，采用共陽數(shù)碼管可能因為電流過小而數(shù)碼管不能點亮數(shù)碼管，還有就是接在上拉電阻再接5V上，最好采用1K的排阻。3.在制作印制電路板的過程中，由于經(jīng)驗不足，沒有考慮在高頻電路中平行線之間的干擾，導致當電路上電工作時就發(fā)生串擾的現(xiàn)象，選擇的焊盤過小，布線是線的寬度不夠，稍微大點的電流，就可以把電路燒壞了，還有不穩(wěn)定，發(fā)生干擾等現(xiàn)象，使得連接PC機的電路工作不穩(wěn)定，在以后的設計過程中需要注意。

致謝本文介紹的應用于單片機系統(tǒng)在電機轉(zhuǎn)速這一領域的應用，具有硬件電路簡單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點，實現(xiàn)了單片機對電機轉(zhuǎn)速的測量以及和PC通信的數(shù)據(jù)傳送?？梢詫﹄姍C轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性做個分析。關于本次畢業(yè)設計，感受頗多。總的來說是可以的，富有收獲的，盡管其中充滿了艱辛與困難。但看到自己的成果時，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。一種成就感在心頭油然而生。另外一方面，在自己的親身實踐中，也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足的地方，有待進一步提高與改善。此次畢業(yè)設計任務是高精度大范圍的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，在實際調(diào)試中遇到的種種問題使我在設計與調(diào)試中學習到了許多知識。整個畢業(yè)設計過程是對自己大學四年所學知識歸納總結(jié)和應用，也就是把理論知識用到實踐之中去。讓理論和實踐相結(jié)合，以此產(chǎn)生實際的成果。而這正是我們學習理論知識的目的之所在。除此之外，我們要在擁有扎實的專業(yè)知識的前提條件下，在整個設計與調(diào)試過程中要有信心和耐心，對自己有信心，相信自己能夠很好的完成本次設計任務。在調(diào)試中不斷發(fā)現(xiàn)問題進而解決問題，這是一個再學習的過程，其本身就是對自己的一次鍛煉，培養(yǎng)了自己獨立思考，動手解決問題的能力。從而從各個方面得到提高與完善了自己，使自己的各個方面提高到一個新的臺階，同時為以后的工作打下基礎。在本次畢業(yè)設計中，特別要感謝陳老師以及其他老師和同學給我們的熱心幫助和鼓勵，才使得我們的畢業(yè)設計能夠很好的完成。參考文獻1何立民.單片機應用技術選編.北京：北京航空航天大學出版社，1997，102張有德.單片微機原理、應用與實驗.上海:復旦大學出版社，1997，83李朝青.單片機&DSP外圍數(shù)字IC技術手冊.北京:北京航空航天大學出版社，1998，44梁廷貴、王裕琛.現(xiàn)代集成電路實用手冊.北京:科學技術文獻出版社，1999，65于海生.微型計算機控制技術選編.北京：清華大學出版社，1999.36徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計.北京：北京航空航天大學出版社，1995.117周興華.手把手教你學單片機.北京：北京航空航天大學出版社，1996，78神龍工作室.Protel2004實用培訓教程.北京：人民郵電出版社，1995，19扈嘯，周旭升編著.單片機數(shù)據(jù)通信技術從入門到精通.西安：西安電子科技大學出版社，2002，910何立民.單片機應用文集.社北京航空航天大學出版，1992，116411朱家建.單片機與可編程控制器.高等教育出版社，1998，213812何立民.單片機應用文集.社北京航空航天大學出版，1992，116413孫涵芳,徐愛卿.單片機原理及應用.北京航空航天大學出版，1996，420514劉保錄，基于單片機的電機綜合參數(shù)測試儀設計.第10卷第2期北京工業(yè)大學出版社1998.29815王軍政,電液伺服閥控馬達速度閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)的應用研究.第22卷第2期北京理工大學學報1995.222附錄附錄1電路原理圖附錄2元器件清單霍爾傳感器AH41一只磁鋼一只鉭電容：0.1ｕf五只(C4、C5、C6、C7、C8)晶振：11.0592M一只瓷片電容：20pf二只(C1、C2電解電容：10ｕf一只(C3)排阻：1K一只電阻：10K一只（R）數(shù)碼管：LED五只RS-232接口線：DB-9一對集成塊：7407一只HIN232CPE一只AT89C51一只附錄3CONTROLLINGANYPRODUCTION linerequirestheuseofmanysensorsalongtheline.Abasicmeasurementinsteellinesisthedeterminationoftheexactlinearspeedofsomeportionsoftheprocess.Thereareseveraltechniquesformeasuringlinearspeed.Today,themostcommonmethodistheuseofencodersinthecylindersoverwhichthestripisrolling.Knowingthediameter,itiseasytomeasurethelinearspeed.Insomeapplications,however,theslidingbetweentherollsandthestripgivesrisetoseriouserrorsincontrol.OpticalsystemsthatmeasurethespeedwithoutcontactwiththestripbyusingtheDopplermethodorinterferenceprinciplearealsopossiblesolutions.Lasersensorsofferhighaccuracy(around0.2%)inthe1,000m/minrange,buttheircostisquitehigh(overUS$10,000)andtheyarerathersensitivetotheambientdust.I[1],wepresentedthebasicsofanovelmagnetic,contactlessspeedmeasurementsystemthatusescustom-madeamorphouswiresensors.Inthisarticle,wewillcommentonthecompletespeedmeasurementsystemforsteellines,withacostlowerthanUS$300,arangeupto800m/min,andaccuracyofabout0.4%.Accuracyisinfluencedbythepositionofthesensors.TheprototypedevelopedforAceraliaplacesbothsensors4cmawayfromthesteelstrip(nominaldistance),allowingforvariationsof±2cm.Accuracymightbeimprovedbyincludingsomekindofmechanicaldevicethatmanagestostabilizethisdistance.Thedistancevariation,whichispresentinrealines,hasanimportanteffectinthefocusingprocessofopticalmeasurementsystemsSystemDescriptionThemeasurementprinciple(Figure1)isbasedonthecreationofamagneticmarkonthebandthatmustbedetectedbyoneorseveralsensorsplacedbehindtheband.Asopposedtothedevicepresentedin[1],thedevicepresentedhereactuallyconsistsofonemarkerandtwosensors.Thiseliminatescertainsourcesoferrorbyperformingadifferentialmeasurement.Thesystemdevelopedconsistsofsixdifferentunits:Marker:ThemarkerisaUshapedinductorthroughwhichcurrentflowsduringashortperiodoftime,thusproducingamagneticfieldthatcreatesamagneticmarkonthesteelbandmovingclosetoit.Sensors:Thesystemrequirestwoofthesedevicesplacedsome15cmfromeachother.Thesensorunitismadeupofthesensoritself,theassociateddetectioncircuitry,ananappropriatefilterstage.ControlUnit:Thisblockdetermineswhenamagneticmarkmustbeproduced,receivesthesignalsfromthesensors,andsendsthisinformationtotheprocessingunitsothatthebandspeedcanfinallybedetermined.ProcessingUnit:Itisherethatthebandspeedisactuallycalculated.Thecontrolunitsendsinformationabouttheshapeofthesensorsignalstothisblock.Usingthisdata,theprocessingunitmanagestodeterminethetimebetweenbothsensorsignals,andhence,bandspeed.Oncethebandspeedhasbeenderived,theprocessingunitsendsthisinformationtotheoutputstagesothatappropriatesignalscanbeproduced.OutputStage:Usingthevalueofthebandspeed,theoutputstageproducestwopulsetrainsthatemulatetheoutputofanencoder.PowerSupply:Alltheunitsindicatedaboverequiredcvoltagestooperate.Thevoltagelevelsrequiredare±5Vforthedigitalcircuitryand34Vforthemarkercircuitry.Figure2showshowtheseblocksareconnectedtooneanother.Notethattheentiresystem,exceptforthepowersupply,canbecontainedinasinglebox.Themagneticfieldgeneratedbythetransformersincludedinpowersupplieswouldinterferewiththemagneticmarktobedetected.Thus,thepowersupplymustbeplacedasufficientdistancefromtherestofthesystem.Thesystemalsoprovidesaseriesconnector(RS232)tocommunicatewithanexternalPC..MarkerDifferentshapeshavebeenstudiedforthemarker.Usingfiniteelementanalysis(FEA)tools,themagneticfieldgeneratedbyseveralwritingheadswasplottedasafunctionofthedistancetothestrip.ThecomparisonofdifferentcoretypeshasestablishedthaU-typecoresaremoresuitablefortheapplicationdevelopedinthisproject,astheyarecapableofgeneratingarelativelyintensemagneticfieldatdistancesquitefarfromthemarkersurface.Figure3showsthestructureandturnsdistributionforthemarkerused.Thewritingheadisonlyapartofthemarker.Someelectroniccircuitryisalsoincludedtogeneratethemagneticmarkwhennecessary.AsimplifiedrepresentationofsuchcircuitryisshowninFigure4.Whenthemetaloxidesemiconductorfield-effecttransistor(MOSFET)isturnedon,acurrentflowsthroughthewritinghead.Thisgivesrisetoamagneticfieldthatgeneratesthemarkonthestrip.Thecondeterminestherightinstanttorolunitplaceanewmarkontheband.Thisunitincorporatesautomaticadjustmentofthemarkerpulsewidthinordertoachievesimilarvaluesinthesensoroutputvoltagesofthedifferentmagneticmarks.Figure2showsthatthecontrolunitgeneratesthemarkersignalandreceivestheoutputvoltagefromSensors1and2.Accordingtotheminimumvalueobtainedwiththepreviousmarkinthesensoroutputvoltages,themicrocontrollerusedinthecontrolunitadjuststheintensityforthenextmark.Inthisway,theminimumvalueofthesensoroutputvoltage,whichisthepointthatmustbedetectedtocalculatethestripspeed,doesnotvarysignificantlyfromonemarktothefollowingone.Thishelpsimprovethestabilityofthespeedmeasurementwhileneglectingthevibrationofthesteelbandpassinginfrontofthemarker(thedistancebetweenthemarkerandthesteelsurfaceiscontinuouslychanging).Italsoallowsustoobtainsimilarmarklevelswhenworkinginlinesthatprocessseveraltypesofsteelwithdifferentmagneticproperties.SensorsIn[1],sensorsbasedonthemagneticpermeabilityvariationofamorphouswireswhenanexternalmagneticfieldispresentwerestudiedindetailforthisapplication.However,itisquitedifficulttoobtainthistypeofwirecommercially,sowehaveusedthecommerciallyavailablemagnetoresistive(MR)magneticfieldsensor.MRsensorsmakeuseofthemagnetoresistiveeffect,thepropertyofacurrent-carryingmagneticmaterialtochangeitsresistivityinthepresenceofanexternalmagneticfield.Thereareseveralmanufacturersinthemarketwithsimilarproducts(sensitivity≈80mV/(kA/m)@Vcc=5)thatcanbeusedforthesepurposes.Sensorshaveasensitivityaxis.Figure5showsthesignalsobtainedasafunctionofthesensorpositioningwithrespecttothemarksinthestrip.Wehavepositionedthesensorsbetweenbothmarks(AinFigure5).Forcompatibilitywithpreviousdevelopments,thesignalisinvertedanda4-VdcvoltageisCircuitryassociatedwiththewritinghead.added.showninFigure6(sensor-stripdistance:4cm).Acompletecyclestartswiththemarkingofthesteelstrip.InthecasedepictedinFigure6,Sensor1isplacedclosetthemarkerhead(10cm),andthisresultsinasharpvoltagepeakattheoutputofthissensor.Sensor2,whichisplacedabitfurtheraway,isalsoaffectedbythefieldcreatedbythemarkerhead,buttheinfluenceislowerinthiscase.Ofcourse,thealgorithmimplementedneglectsthesepreliminaryspikes.ControlUnitThecontrolunitcouldbeconsideredtobetheheartoftheoverallsystem.Whilethereareseveraltasksassociatedwiththismodule,theyareallrelatedtothegenerationothemagneticmarkortothecaptureofthesensorsignal.Thesetaskscanbesummarizedasfollows:Determinewhenanewmagneticmarkmustbeproduced.Generateasignalthatcontrolsthemagneticmark.Thecontrolunitregulatestheintensityofthismagneticmarktoguaranteethatthesensorsignalsarelargeenough.Neglectthesensorsignalcorrespondingtothedetectionofthemagneticfieldusedtomarkthesteelband.Capturethesensorsignals.Repeatthesequence.Thecontrolunithasbeenimplementedusingthecommerciallyavailablemicrocontroller.Sincetheoutputvoltageprovidedbythesensorisnotapulsebutarelativelybroadsignal,thechoiceofthestartandstoppointsforthetimecountwillgreatlyinfluentheaccuracyofthemeasure.Theminimumvalueofsuchavoltagewaveformhasbeenacceptedasthepointthatbestidentifiesthemarkpresence.Thus,timeTshouldbemeasuredbetweentheminimumofthevoltagesignalprovidedbythefirstsensorandtheminimumofthevoltagesignalprovidedbythesecondsensor.Themostcriticalissueinthedevelopmentofthesystemisdeterminationoftheexactinstantwhenthemarkpassesbelowthesensor.Severalalgorithmswereconsideredinthefirststagesofdevelopmenttoperformthistask.Althoughthesemethodsdidnotofferpositiveresults,abriefdescriptionofeachisincludedbelow.Minimum-DetectionAlgorithmInordertodetecttheminimumofthesensorsignal,thecontrolunitsamplesthesensoroutputvoltage.Thevaluesofthesampledsignalarecontinuouslyanalyzedinordertodetectitsminimumoccurrence.Thereareseveralpossiblewaystodetectthisminimum.Twoofthemethodsarebrieflydescribedbelow.Onepossibilityconsistsofcheckingtherelativepositionsoffiveconsecutivesamples.Thisalgorithmonlyidentifiesaminimumwhenthefivepointsconsideredhavethefollowingproperties:thevaluesofthefirstthreesamplesarecontinuouslydecreasingandthevaluesofthelastthreesamplesarecontinuouslyincreasing.Anotherpossiblealternativeisdetectingtheminimumbycheckingthatthensamplesthatfollowarecontinuouslyincreasing.Bycheckingthevalueofseveralsuccessivesamplesratherthanjusttwoofthem,thesealgorithmspreventthesystemfrommistakingcertainnoisyspikesforaminimum,asillustratedinFigure7.Itcanbeseenthatbothmethodsincludeacertaindelay(td,)thatis,thesystem“knows”thataminimumhasappearedonlyaftermoresampleshavebeentaken.However,thisdelayisnotveryproblematic(especiallyintwo-sensorsystems)sinceitsvalueisalwaysthesameandperfectlyknown:theamountofsamplesappearingaftertheminimummultipliedbythesamplingtime.Inone-sensorsystems,thisvaluemustTheinfluenceofthesensoraxisposition.翻譯：控制任何生產(chǎn)線需要使用許多傳感器線沿線。一個基本的測量中鋼線確定確切的線性速度的部分過程。有幾個技術測量線性速度。今天，最常用的方法是使用編碼器.了解直徑，這是容易測量的線性速度。但是在某些應用中，帶和輪之間的滑動引起嚴重錯誤的控制。光學系統(tǒng)，測量速度與地帶用多普勒方法或干涉原理也是可能的解決方案。激光傳感器提供高準確度（約0.2％）在1000米/分鐘范圍內(nèi)，但其成本相當高（超過10,000美元）。我們提出的基本的新型磁性，非接觸式速度測量系統(tǒng)，采用定制非晶絲傳感器。在本文中，我們會就完成速度測量系統(tǒng)的鋼線，一個符合成本低于300美元，一個高達800米/分鐘，和準確性約0.4％。位置傳感器會影響精度。原型開發(fā)Aceralia地方兩個傳感器4厘米遠離帶鋼（額定距離），并允許變化±2厘米。精度可以得到改善，包括某種形式的機械設備管理，以穩(wěn)定這個距離。距離的變化，這是目前的實際線路，有著重要的影響在注重過程中的光學測量系統(tǒng)。其測量原理是基于建立一個磁商標的，必須要帶檢測到一個或幾個傳感器放在后面。而不是該設備在設備組成，實際上這里提出一個標志和兩個傳感器。這消除了某些來源錯誤通過執(zhí)行差別測量。該系統(tǒng)由6個發(fā)展不同的單位：標記：標記是一個Ushaped通過這些感應器在當前流動短期內(nèi)的時間，從而產(chǎn)生磁場說，創(chuàng)建一個磁標記的鋼帶接近它。傳感器：該系統(tǒng)需要兩個設備放置約15厘米對方。該傳感器的單位是傳感器本身，相關的檢測電路，以及一個適當?shù)暮Y選階段。控制單元：此塊決定何時磁馬克必須出示，接收的信號該傳感器，并發(fā)出這一信息的處理單位，使樂隊能夠最終速度確定。加工單位：正是在這里，帶速度實際計算?？刂茊卧l(fā)送信息關于形狀的傳感器信號這個區(qū)塊。利用這一數(shù)據(jù)，處理單元管理，以確定兩國之間的時間傳感器信號，因此，帶速度。一旦帶速度所得的處理單元發(fā)出的這個informationto輸出級，以便適當信號可以生產(chǎn)。輸出級：利用價值樂隊的速度，輸出級生產(chǎn)2脈沖列車模擬輸出一個編碼器。電源：所有單位表示上述要求直流電壓運作。那個電壓等級所需的±5伏的數(shù)字電路和34條的第五標記電路。這些區(qū)塊是相互關聯(lián)的。注意：整個系統(tǒng)，除電源供應器，可載于單框。產(chǎn)生的磁場包括由變壓器在電源供應器可能會干預與磁標記是檢測。因此，電源供應器必須有足夠的距離從剩下的系統(tǒng)。該系統(tǒng)還提供了一個系列連接器（RS232串口）的溝通外部的PC。標記：不同的形狀進行了研究為標志。用有限元分析（FEA）工具，磁性所產(chǎn)生的幾個外地書面元首是策劃的功能距離地帶。比較不同的核心類型設立該U型內(nèi)核更適合應用開發(fā)在這項目，因為它