霍尔器件制作自行车测速仪

1、精品文档电路与电子线路基础（2）课程项目总结报告题目 (A) ：用霍尔器件制作一个自行车组号：A11任课教师：组长：成员：成员：成员：成员：联系方式：二零一五年一月十日。1 欢迎下载精品文档【元件简介】1. 霍尔元件霍尔器件是常用的磁传感器， 当磁铁靠近霍尔器件时就会产生信号， 利用这个信号可以测量位置距离角度等。霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、 半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个磁极靠近它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离开它输出高电位电压 （高电平）或开的信号， 但要注意的是，单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效，一般是

2、正面感应磁场 S 极，反面感应 N极。当自行车匀速转动时便会产生如下负脉冲信号， 此时负脉冲信号的频率就是自行车车轮转动的频率。2. LM331LM331是美国 NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片, 可用作精密频率电压转换器、 A/ D 转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。Lm331内部原理图。2 欢迎下载精品文档LM331引脚图【实验方案】我们小组准备将磁体安装在旋转面上，同时将霍尔器件固定在磁体经过的弧线上 , 这样当磁铁靠近霍尔器件时就会产生一个负脉冲信号。将脉冲信号通过由LM331、电阻、电容组成的频率 / 电压转换电路将其线性地转化为电压，即可利用电压表来指示自

3、行车的速度。下为由 LM331、电阻、电容组成的频率/ 电压转换电路的原理简介。+VCC10V9/10V CC7置“1”端- 输入sQs+1比较器-V 0fi6+CLRLVCCRt2/3V CC定时+Q比较器R5Ct置“0”端T图5-1-1LM331用作 FVC时的原理框。3 欢迎下载精品文档此时 , 1 脚是输出端 ( 恒流源输出 ), 6 脚为输入端 ( 输入脉冲链 ), 7 脚接比较电平。工作过程 ( 结合看图 5-1-2 所示的波形 ) 如下 :V CC1/fi3.5vp-p0ts10tv ct2/3VCC0t1.1Rt C t0tv CLV 00t图5-1-2当输入负脉冲到达时, 由

4、于 6脚电平低于 7 脚电平 , 所以 S=1(高电平 ) ，Q =0（低电平）。此时放电管T 截止，于是 Ct 由 VCC经 Rt 充电，其上电压 VCt 按指数规律增大。与此同时，电流开关S 使恒流源 I 与1 脚接通，使 CL 充电， VCL 按线性增大，因恒流源对CL 充电。经过 1.1Rt Ct 的时间， VCt 增大到 2/3V CC时，则 R有效（ R=1， S=0）， Q =1 ，Ct 、 CL 放电。然后，又经过1.1Rt Ct 的时间返回到 Ct 、CL 放电。以后就重复上面的过程，于是在RL 上就得到一个直流电压Vo （这与电源的整流滤波原理类似），并且Vo 与输入脉冲的

5、重复频率f i 成正比。CL 的平均充电电流为I ×（ 1.1Rt Ct ）× f i。4 欢迎下载精品文档CL 的平均放电电流为Vo/RL , 因为放电较慢， CL 上的电压 Vo 基本不变当 CL 充放电平均电流平衡时，得Vo=I ×（ 1.1Rt Ct ）× f i ×RL式中 I 是恒流电流， I=1.90V/R S式中 1.90V 是 LM331内部的基准电压（即2 脚上的电压）。于是得 V o2.09 R L R t Ct f iR S可见，当 RS、Rt 、Ct 、RL 一定时， Vo 正比于 f i ，显然，要使 Vo 与 f

6、i 之间的关系保持精确、稳定，则上述元件应选用高精度、高稳定性的。对于一定的 f i ，要使 Vo 为一定值，可调节RS 的大小。恒流源电流I 允许在10 A500 A 范围内调节， 故 RS 可在 190k3.8 k范围内调节。 一般 RS 在 10k 左右取用。6200.0110k10k在这里，我们取 VCC=12V， Rx =51 k ，这也保证了 7 脚电平约等于 10V。Vo2.09 R L R t Ct f iR S取RS=13 k , 则 V o=f i ×10 4V。5 欢迎下载精品文档【原理图】【完成情况】一搜集资料（第三、四周）我们小组的每个成员都去搜集了关于实现电路要求所需要的元器件的结构和工作原理以及其如何接线等各方面资料。 经过大家讨论后， 大致确定实现电路效果的主要工作原理： 将电路分成两部分， 一部分利用霍尔元件脉冲转化成频率的功能输出频率信号，另一部分将刚才所得的频率信号经过