[实用新型]一种小型电机的测速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型电机的测速装置。

背景技术

有刷直流电机价格低廉，控制和调速简单，应用广泛。而转速又是有刷直流电机的一项重要指标，其单位为：转/分。在许多的应用场合，都需要对电机的转速进行精确的测量，现有的有刷直流电机的测速装置有编码器、测速发电机、光电码盘、激光多普勒测速等等，但这些测速方法的缺点是装置成本非常高，几乎与电机的价格相当；并且这些装置需要与电机一起进行安装，为了将速度信号传递给中央微处理器处理，必须采取一些相应的技术措施来增加传输的可靠性，即占用空间又不便安装。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种不需要采用现有技术中的测速装置、能节省空间、安装方便、测量精度高的小型电机的测速装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该电机换向纹波信号采样电路，与电机信号输出端相连，用于采集电机换向纹波信号，并将该换向纹波信号转换成电压信号；

信号滤波放大电路，其信号输入端与所述电机换向纹波信号采样电路的信号输出端相连，用于滤除电机换向纹波信号中不包含电机转速信息的直流分量，并将滤除不包含电机转速信息的直流分量后的电机换向纹波信号进行放大；

波形整形电路，其信号输入端与所述信号滤波放大电路的信号输出端相连，用于将经过所述信号滤波放大电路处理后的电机换向纹波信号转换成能被微处理器识别的方波信号；

整形方波放大电路，其信号输入端与所述波形整形电路的信号输出端相连，用于将经过所述波形整形电路处理后得到的方波信号进行放大以便能让微处理器更好的识别。

对于有刷直流电机而言，其必备组成部分之一的就是换向器，当电机转动时，电机转子都通过换向器获得合适方向的电流，以保证电机的连续转动，而每一次换向，电机转子中的电流都会经过一个减小、零、反向增大的过程，而电机转子有一定的感性特性，在换向的瞬间或者是电刷触碰在两个相邻换向片之间时，换向器两端会有较高电压产生，这个电压反映在电机电流上会出现一个小的波动，这种波动产生的纹波叫做换向纹波，而有刷直流电机每次换向都会有这种纹波出现，电机两端的换向纹波信号其波形为幅值50mv规则的M型波；而电机的转速直接与此波形的频率成正比关系，所以，我们可以通过测换向纹波来测定电机的转速，因此采用本实用新型的方案进行小型电机的测速是可行的。

作为改进，所述信号滤波放大电路可以通过如下方式实现：其包括一滤波电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、震荡电容和一运算放大器，其中所述电机换向纹波信号采样电路的信号输出端通过所述滤波电容后与第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与运算放大器的反相输入端相连，所述第二电阻和所述震荡电容串联后组成RC电路后一端接地、另一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第三电阻的两端分别连接在所述运算放大器的反相输入端与输出端，所述运算放大器的输出端即为所述信号滤波放大电路的信号输出端。

所述信号滤波放大电路还可以通过另外一个方案实现：其包括一滤波电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容和一运算放大器，其中所述电机换向纹波信号采样电路的信号输出端通过所述滤波电容后与第四电阻的第一端相连，所述第四电阻的第二端与运算放大器的反相输入端相连，所述第五电阻的第一端连接-5V稳压电源，所述第五电阻的第二端与所述运算放大器的同相输入端相连；所述第六电阻、第二电容、第三电容的第一端均接地，所述第六电阻、第二电容、第三电容的第二端均与所述运算放大器的同相输入端相连；所述第七电阻的两端分别连接在所述运算放大器的反相输入端与输出端，所述运算放大器的输出端即为所述信号滤波放大电路的信号输出端。

所述电机换向纹波信号采样电路包括一采样电阻，该采样电阻的第一端与电机信号输出端相连，该采样电阻的第二端接地，并且所述采样电阻的第一端即为该电机换向纹波信号采样电路的信号输出端。

所述波形整形电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和一运算放大器，其中所述信号滤波放大电路的信号输出端与所述运算放大器的反相输入端相连，所述第八电阻的第一端与+5V稳压电压相连，所述第八电阻的第二端与所述第十电阻的第一端相连，所述第十电阻的第二端与所述运算放大器的同相输入端相连；第九电阻的第一端接地，第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端相连；第十一电阻的第一端与所述运算放大器的输出端相连，所述第十二电阻的两端分别连接在运算放大器的同相输入端与第十一电阻的第二端上，所述第十二电阻的第二端即为所述波形整形电路的信号输出端。