--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Mục lục
Lời nói đầu:.....................................................................................2
Chương 1: Tổng quan về các hệ thống đo tốc độ quay...............3
1.1. Các nguyên lý cơ bản dùng để đo tốc độ quay.................................................3
1.1.1. Đo số vòng quay dựa trên nguyên lý của định luật faraday......................3
1.1.2. Đo số vòng quay theo tần số của tín hiệu phát ra từ vật đang quay..........5
2.1. Lựa chọn nguyên lý..........................................................................................7
Chương 2: Thiết kế mạch đo tần số quay.....................................9
2.1. Lựa chọn loại vi điều khiển..............................................................................9
2.1.1. Một số loại vi điều khiển hiện nay............................................................9
2.1.2. Vi điều khiển họ AVR..............................................................................9
2.2. Thiết kế mạch.................................................................................................11
2.2.1. Thiết kế mạch nguyên lý.........................................................................11
2.2.2. Thiết kế các mạch phụ trợ khác..............................................................13
2.2.3. Nghiên cứu lập trình cho mạch điều khiển.............................................18
Chương 3: Chế tạo nghiên cứu và khảo sát mạch.....................21
3.1. Quy trình chế tạo và lắp ráp...........................................................................21
3.2. Thí nghiệm sơ đồ trên phần mềm...................................................................21
3.3 Thí nghiệm đo tấn số quay bộ phận máy và so sánh với thiết bị đo khác.......22
Chương 4: Kết luận và đề nghị....................................................26
1. Kết luận..............................................................................................................26
2. Đề nghị...............................................................................................................27
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tên đề tài:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO TỐC ĐỘ
QUAY TỰ GHI
Lời nói đầu:
Có thể nói ở trong các ngành kỹ thuật thì việc đo tốc độ quay là hết sức cần thiết, từ
việc đo tốc độ quay qua đó ta có thể xác định được gia tốc phục vụ cho việc khảo sát và

rad/s
Trong đó:
ω
: vận tốc góc
n : số vòng quay (vòng/phút)
Các thiết bị đo số vòng quay hiện nay rất đa dạng, nhưng có thể gộp chúng lại thành
hai nhóm lớn theo phương pháp đo. Nhóm thứ nhất gồm các thiết bị đo số vòng quay
bằng cảm biến điện từ, còn các thiết bị thuộc nhóm thứ hai đo số vòng quay dựa trên
phương pháp tần số (đếm xung).
1.1.1. Đo số vòng quay dựa trên nguyên lý của định luật faraday
Định luật Faraday:
e = -
dt
d
φ
Nghĩa là sức điện động e xuất hiện trong một cuộn dây tỉ lệ thuận với sự biến thiên
cảu từ thông
φ
đi qua nó. Nếu từ thông được biểu diễn dưới dạng:
φφ
=
)(x
o
.F(x)
Với x là góc quay, thì sức điện động cuộn dây sẽ tỉ lệ với vận tốc góc (dx/dt):
e= -
φ
0
dx
xdF )(

quay, một cuộn dây có lõi sắt và một nam châm vĩnh cửu.
Cảm biến hoạt động như sau: Khi đĩa quay, lần lượt các đĩnh răng và các rãnh đi qua
đầu cuộn dây làm cho từ thông đi qua nó thay đổi theo chu kỳ. Nhờ đó, trong cuộn dây
xuất hiện dòng điện cảm ứng dạng xung với tần số xuất hiện với tỉ lệ với tốc độ quay
của đĩa. Dòng điện này được đưa vào thiết bị xử lý để xác định tần số xuất hiện xung và
từ đó tính ra số vòng quay trong một phút.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hình 4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động cảm biến đo số vòng quay
Loại cảm biến trên được dùng khá phổ biến nhờ có độ tin cậy và độ chính xác cao,
việc xử lí tín hiệu đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp đắt tiền. Tín hiệu ra của
loại này có dạng hình sin. Khoảng cách giữa nam châm và đỉnh răng cũng ảnh hưởng
đến biên độ tín hiệu ra. Mặt khác khi tăng tần số quay làm cho biên độ tín hiệu tăng cao
nên cần có bộ đánh giá điện tử để hạn chế tín hiệu. thông tin để đo tần số tốt nhất là tần
số của tín hiệu ra.
Quan hệ giữa tần số tín hiệu và tần số quay tại cảm biến cảm ứng là tuyến tính và
phụ thuộc vào số răng của bánh răng sử dụng. Về nguyên tắc nên chọn số răng lớn. Tất
nhiên cũng có thể dẫn tới chiếm chỗ, vì còn tùy thuộc vào các tương quan bề rộng của
răng và bề rộng của cảm biến. Nhưng nếu đo ở tốc độ quay thấp thì số răng càng lớn thì
phép đo càng chính xác.
Cũng với nguyên lý xác định tần số, người ta có thể sử dụng các loại cảm biến khác.
Trên hình 5, 6 thể hiện hai nguyên lý đo sử dụng cảm biến quang học.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hình 5: Cảm biến quang (phương pháp 1)
Trong đó: 1: nguồn phát quang, 2: cảm biến quang,
3: đĩa quay, 4: Mạch đo
5: thiết bị xử lý, hiển thị
Hình 6: Cảm biến quang (phương pháp 2)
Trong đó: 1: trục quay, 2: tấm phản quang,