转速的测量仪表根据其工作方式可以分为接触式仪表和非接触式仪表。顾名思义，接触 式仪表在其工作时就必须与被测转轴直接接触，而非接触式仪表使用时不需要与被测轴直接 接触，使用起来也更加方便和便利。过去常见的接触式仪表有磁性转速表、离心式转速表、 测速发电机等。由于科学技术水平的提高和人们对更方便便利的追求，非接触式的转速测量 仪表已逐步的走向电子化和数字化的方向，并且凭借着其使用简单方便、体积小、重量轻、 测量准确等等一系列优点，已成为如今测速装置的主流选择，测速仪表今后的发展方向也势 必是朝着这个方向发展的，可以说数字电子技术为测速仪表提供了一个广阔并且光明的发展

前景。

1.2 课题研究的意义

本课题所设计的无源测速系统，是在没有直接外加电源的情况下进行测速的一种装置， 它的能量来源是小电机切割磁感线运动所产生的电能，小电机是可以直接由待测电机轴带动 的，因此就完全不需要考虑到装置供电的问题，只要待测电机处于工作状态，并且转速达到 一定的数值的时候，测速模块就能够正常工作。如果能使整个测速模块集成变得更加微型化， 就可以更加方便的嵌入到各种待测轴当中去，免去了各种外接电源麻烦的接线线路，在待测 轴机构不易于频繁拆卸的场合能够更加方便的进行安装和维护调试。文献综述

同时鉴于单片机对脉冲数字信号强大的处理能力，该转速测量系统采用了单片机进行全 数字化的处理，这样在测量范围和测量精度上面都能有一个极大的提高[2]。

本课题所设计的以 STM32 单片机为核心的转轴测速系统，结构比较简单，通过两片单片 机、2.4G 模块就能实现对轴转速的测定和无线传输，单片机电路板模块只需 5V 左右的电压， 20mA 大小左右的电流就能够工作，在轴转速比较高的场合直接通过带动小电机转动就能实现 发电，稳定供模块自身使用。不管是在工用上或者是在民用上都有比较高的参考价值，一方 面它可以集成化再嵌入应用于系统的某一个部分，如车床电机转速的实时检测，车辆的里程 表、车速表等；另外一个方面由于有无线传输模块，还能够很方便的将检测到的转速值传递 到远程控制机上面，实现远程的控制和监测，进一步的提高现代化水平。

1.3 主要内容

1.根据传动轴的运动特点，选用合适的测量原理，设计一种传感器测量传动轴转速。

2.根据传动轴旋转运动特点，结合相应物理原理，设计一种发电装置，为传感器提供稳定电 源。

3.选择合适的无线传输装置将测量信息传送到上位机。

4.选择一种上位机软件，对测量信息进行处理并在线显示电机运行状态。

5.整个测速装置大小要适中，便于安装在传动轴上，要具有一定的抗震，抗干扰能力。

1.4 拟采用的方法

本设计采用了一种检测磁场变化的速度传感器检测电机转动时产生的磁场变化，以测得 待测轴的转速信息，同时利用小型直流电机转动时能够产生电能的性质，将两个小型电机通 过齿轮配合以实现能够同时转动的目的，两个电机产生的电势串联在一起便能达到所期望电 能的大小。在电能传送到后续单片机、测速传感器电路之前，先设置了一个整流滤波稳压电

本科毕业设计说明书 第 3 页 路以将电压稳定在约 5V 左右以供电路的使用。第一块电路板上的单片机接收到传感器传送的 脉冲信号后，对信号进行处理并通过 2.4G 发送模块发送到第二块电路板上的 2.4G 接收模块