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基于VB的霍尔传感器性能测试系统设计

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-05-31  浏览次数:86

  引言
  霍尔传感器是利用霍尔效应工作的半导体元件。由于霍尔元件转换效率高、响应速度快、动态范围宽、频率特性好、低噪音等特点,使霍尔传感器在电机检测、磁场强计、转速控制器、位置检测与自动控制等方面得到广泛的应用。在许多场合,需要了解霍尔传感器的各种性能,本测试系统应用Visual Basic可视化程序设计语言和单片机与计算机之间的RS-232串行通信,实现霍尔传感器参数的自动测量与记录、分析。
  1 测试系统结构
  1.1系统硬件结构与原理
  霍尔传感器性能测试系统的硬件结构如图1所示。信号处理电路板一方面接收霍尔传感器的测量信号,并处理成标准信号传送给单片机,另一方面根据单片机传送的数据,产生相应的控制信号,使霍尔传感器在规定的条件下进行工作。单片机通过RS-232串行通信口,向计算机传送测量信号,并接收控制信号。计算机用于霍尔传感器性能测试数据的显示、分析和存储。
  图1 测试系统硬件结构
  1.2信号处理原理
  本系统有霍尔传感器的灵敏度KH和霍尔电势温度系数α二个测试参数。信号的处理如图2所示。
  图2 信号处理原理图
  X1—控制信号,调节电阻R,控制磁场强度 X2—控制信号,调节霍尔传感器的激励电流
  X3--控制信号,控制电源开关 X4—控制信号,调节加热器电压来控制温度
  Y1—测试信号,测量霍尔传感器的输出电压 Y2—测试信号,测量测试系统的环境温度
  在输出控制信号X3、X1和X2时,使霍尔传感器工作在某一固定磁场强度和不同的激励电流的条件下,或者在某一固定激励电流和不同的磁场强度条件下,传感器会输出一系列的空载霍尔电势,通过计算机的运算,计算出不同条件下的灵敏度KH。在某一固定的磁场强度和激励电流条件下,通过控制信号X4,改变电加热器的电压和测量测试系统的环境温度信号Y2,来测量传感器的霍尔电势温度系数α。
  2.RS-232串行通信实现
  2.1 串行通信的实现
  单片机和计算机之间的数据传送是通过RS-232串行口实现的。计算机向单片机传送控制命令和数据,由单片机把信号传输到信号处理电路板上,然后再测量信号处理电路板的输出信号,通过串行口回传给计算机。串行口数据通信协议是:数据传输速率为 9600bps,1位开始位,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验位。由于仅仅是单片机与计算机相互传送信息,所以RS-232串行口只需要接收、发射和地三根导线。单片机采用AT89C52芯片,它的逻辑电平与计算机的RS-232的接口电平不一致,需要在单片机和计算机的RS-232串行口之间,设计一个MAX232芯片,该芯片可以实现把单片机的0V、+5V电压转换成RS232接口的逻辑“1”电平(-3 -- -15V)和逻辑“0”电平(+3 ---+15V)。如图3所示,图中C1 – C5均为1μF。
  图3 MAX232芯片的应用

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