ARM地磁的转速测量方法的研究(2)

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1.1.1 转速测量的意义

在工程实践活动中，我们经常需要测得旋转机械的转速情况。转速的大小及其变化关系到机械转动情况是否正常[1]。实时的监控测量转速，对了解设备的运行，提高工农产品的质量和效率有重要意义。例如，工厂流水线上主动轮的转速直接决定着货物的运输情况；水力发电机中扇叶的转速可以直接计算出其输出电功率情况。在实际测量中，不仅是对其精度的要求，同时对其操作的实用性和客观性也是有要求的[2]。尤其是在空中旋转的物体，转速的测量及控制直接影响到空中物体的运作。比如空中导弹的选择直接影响到其对目标的搜索及打击。因此对机械物体的转速测量在生产、生活和军工的方面具有重要意义。论文网

1.1.2 转速测量的现状

转速的测量方法有频率法和周期性检测法两种方法，按照不同的理论及方法，目前国内外常用的有：1、霍尔元件测速法[3]，它是利用霍尔开关元件测量转速的，测量精度由霍尔开关元件的精度所决定的；2、振动测速法[4]，这是通过测量壳体的振动位移、速度或者加速度，测得振动波的周期，从而获得电机的转速大小；3、测速发动机测量法，是采用测量微型发电机的转速，将输入的机械转速变换为电压信号输出，得到的输出电动势与转速成正比关系，但因其存在延时、纹波、温度影响大的问题在实际生产生活中并不常用；4、光电码盘测速法，它是通过测量转速信号的周期或者频率来测量电机转速的非接触测量方法，因复杂的安装工艺和抗冲击力弱等缺点在实际测量中也不常用。文献综述

这几年来，随着科技的发展，非电量的电测技术、微电子技术、微处理器及集成电路技术在飞速发展，特别是基于单片机技术和红外传感器技术的转速测量的研究有了很大的成就[5]。另外，利用激光和CCD技术测量转速方面也取得的比较大的进展，它具有能量集中、单色性好、扩散角小等特点，与光电元件配合使用使得测量的精度非常高。

现代化技术的发展，让转速的测量朝着原理的新型化、功能多元化、结构小型化、智能化、图像化、无接触化、高集成度、低功耗等方向快速的发展。

1.2 本人的主要工作

为了准确测量转速情况，在前人的基础上，本文做了以下工作：

1、确定测量方案，建立测量模型，采用磁阻传感器进行测量。

2、绘制测量工具图纸，加工图纸。

3、根据测量方案和工具选择相应电路连接。

4、测量物体的转速和偏转角，同时模拟地面转速测量。

5、分析测量所得数据，撰写实验说明书。

2 测量方案的确定

2.1 测量方案选择

2.1.1 测量参考系的选择

在进行转速测量方法的选择时，我们需要考虑以下几点：1、被测物体的转速的大体范围，2、被测物体的可测点的几何形状，3、环境情况，4、动态或静态记录与显示问题，5、误差、响应时间、输出控制形式等。

所测的转速为空中下落物体受到外界干扰后的变化。在空中是我们很难对坐标系进行选择，因此需要通过一个地球的特性作为参考系，那就是地磁场。在物体飞行过程中地磁场的大小方向几乎不会发生什么变化。目前地面上地磁场主要运用在地磁导航中，我国明朝郑和就借助指南针完成七下西洋的壮举，现在随着科技发展尤其是GPS导航系统的产生，对日常的出行的情况提供准确的导航路线，将载体由起点引导至终点。它是以地磁场图为基础，再通过载体上地磁测量装置进行实时测量，对路线进行修正，以实现到达目的地的目标[6]。物体在空中运动时由于质心变化导致其会发生旋转或其他运动姿态的变化。物体为确保运行轨道的正确性尤其是导弹为准确打击目标，就需要在其飞行过程中进行修正，因此需要采用一定仪器来测量其空中姿态及转速等情况。其中比较常用有以下两种方法：1、采用光测图像获取物体在空中的飞行姿态，通过光学成像、数字化处理、图像存储、计算机、图像显示与输出等设备对数字图像处理[7]，从而得到空中物体的三维运动姿态；2、通过物体飞行时所受磁场等因素的变化通过传感器记录，运用计算机分析传感器所得数据，模拟物体空中飞行情况。本文采用传感器对物体内三维空间内地磁场的变化记录，计算机分析模拟绘制图像，得到物体的空中姿态情况[8]。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/