[发明专利]钴基非晶丝转速测量仪

说明书

本发明涉及了一种转速测量的装置，具体利用新型材料钴基非晶丝的巨磁阻抗效应以及磁电转换原理，将转速转成脉冲计数，实现转速测量的装置。该装置包括钴基非晶丝线圈(1)、多谐振荡电路(2)、放大电路(3)、信号整形电路(4)、电源电路(5)、微处理电路(6)、液晶显示屏(7)、支撑架(8)、转速测量齿轮(9)。本装置通过钴基非晶丝线圈(1)进行励磁，经多谐振荡电路(2)形成震荡的周期锯齿波，经信号放大电路(3)将信号放大并由整形电路(4)改变为矩形波，输入STM32F407处理器进行处理，最终将转速显示在LCD屏上。本发明可提高转速测量的精确度和灵敏度，且可实时监测转速值，自动化程度高，体积小，便于携带。

技术领域

本发明新型涉及一种转速测量的装置，具体涉及一种利用新型材料钴基非晶丝的巨磁阻抗效应以及磁电转换原理，将转速转成脉冲计数，实现转速测量的装置。

背景技术

随着科学技术的发展，发动机被应用于汽车制造，航空航天，轮船潜艇等众多领域之中。而这些工业领域的不断发展，需要一种能够实时监测发动机转速的仪器，从而判断整体的异常情况。

目前，转速测量所用到的磁电传感器主要是霍尔装置，硅钢式传感器，坡莫合金式传感器，光电式传感器等。上述传感器具有互换性差，信号随温度变化，非线性输出，有效磁导率值较低，误差较大等缺点，无法满足实际生产的需求，所以亟待一种能够高精度测量转速设备的出现。

钴基非晶丝是近年来所开发出来的一种新型材料，具有优良的巨磁阻抗效应(GMI)、高磁导率，低矫顽力及高腐蚀性能。目前，磁性元器件行业对非晶材料的应用广泛，市场需求很大。非晶材料常用在工业设备、电信、照明、电子等领域，如功率变压器，电流互感器，共模电感、扼流圈、磁放大器、抗噪音干扰器件等，具有广阔的发展前景。

本发明采用新型材料Co-Fe基非晶丝，利用其优良的巨磁阻抗和软磁特性效应，采用STM32F407单片机为微处理系统，发明了一种钴基非晶丝转速测量仪。该仪器灵敏度高，精确度高，易携带，自动化程度高，可实现对转速的实时精确测量。

发明内容

本发明主要提供了一种基于新材料钴基非晶丝的传感器来测量转动齿轮周围磁场强度的变化，利用非晶丝的巨磁阻抗效应以及磁电转换原理，将转速转成脉冲计数，实现转速测量的装置。此装置可实时监测转速，自动化程度高，灵敏度较高，性能稳定。

本转速测量装置由钴基非晶丝传感器、信号放大电路、信号整形电路、微处理电路、液晶显示屏和电源电路组成。

钴基非晶丝传感器由非晶丝线圈和多谐振荡电路构成。线圈采用差动式结构，消除了测量转速过程中环境温度和电流热效应对传感器的影响。而当外界磁场发生变化时，多谐振荡电路的工作周期随之周期性变化，实现对非晶丝线圈的励磁。

由于钴基非晶丝传感器输出的信号波形幅值较小，所以采用信号放大电路对此信号进行放大。此电路主要采用AD797高性能运放芯片，它是一款极低噪声、低失真运算放大器。

信号整形电路主要由微分电路构成，将锯齿波改变为矩形波，方便微处理电路进行数据处理和计算。

微处理电路主要以STM32F407微处理器为核心而构建。STM32F407首先利用定时器TIM2为复用功能，配置TIM3为10ms定时器中断，以此对输入进来的信号进行处理，通过信号的周期变化计算齿轮的圈数，利用预设方程公式计算出相应的齿轮转速。

液晶显示采用ATK-7TFTLCD电容触摸屏，实现显示和触摸功能。显示屏单5V供电，平均工作电流为130mA～350mA，是一款高性能，低功耗7寸LCD模块，屏幕的分辨率为800*480，16位真彩显示，同时采用电容触摸控制芯片GT9147，可以支持5点触摸，有很好的操控效果。

本转速测量仪的优点是：