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随着工业技术的发展,在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。例如在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的控制中,常需要对电机的转速及其转动方向进行精确的测量、并且显示。由于电机的转动与齿轮的转动是同轴的,那么测量电机的转速、转向可以转化为测量齿轮的转速、转向。齿轮转速传感器是将旋转物体的转速信息转换为电量输出的传感器。市场上目前应用最多的齿轮转速传感器主要有三种:光电式、磁电式和霍尔式齿轮转速传感器。虽然,它们分别具有各种各样的优点,但是这些齿轮转速传感器也存在一些缺点,如要么易受振动冲击,油污、粉尘及杂质等恶劣环境的影响,要么信号幅度的变化取决于信号转子的转速,或者受传感芯片灵敏度的限制,测量间距不够大。而且,以上传感器都较少包含对转动方向的测量。本文采用灵敏度很高的巨磁阻(GMR)芯片VA100F3作为敏感元件设计了一款宽测量间距的可辨向齿轮转速传感器。并对测量转速及方向测量的可行性利用Ansoft Maxwell软件进行了验证,通过仿真得出:在一定的测量间距下,磁场的变化在GMR芯片的工作范围内;每经过一个齿出现一个完整的正弦波;两路相差1/4齿间距位置的磁场输出信号也是相差90°相位。这证明了采用文中的设计方法可以设计出具有辨向功能的齿轮转速传感器。本文详细介绍了该传感器的信号处理电路及单片机处理电路的各个部分的功能和特点。在转速测试平台上,对文中研制的传感器进行性能测试,测试结果证明该传感器测量精度高,可精确辨向,而且相较于霍尔传感器测量间距较宽。总之,本文设计了一种不仅可以测得齿轮转动而且还可以辨别齿轮的转动方向的齿轮传感器,它的测量间距可以达到4~5mm,可以精确测量齿轮转动的方向。