直流电动机的无传感器测速原理直流电动机旋转时会在原直流供电回路上叠加一个与转速有关的脉动电流，该脉动主要源自于直流电机旋转时产生的反电动势。对于一台小型的二极直流电机，在额定电压下其电刷端脉动电流的脉动频率与转子转速存在以下关系：fn=ckn60式中：k为换向片数，n为电机转速，c为系数，k为偶数时，c=1；k为奇数时，c=2.如果能够测量出该脉动电流的基频频率，那么电机转速也就可以间接地测得：n=60fnck3虚拟仪器的硬件设计（1）电机供电电源050V可调，最大电流2A.滤波，C1=4700F/50V，C2=22000F/50V，L=0.1H.设计最大负载时的波纹系数<10-5。

取样及电流-电压信号转换脉动的电流信号从供电回路取出必须经过电流-电压转换，转换成电压信号才能被数据采集卡采集，电流取样及电流-电压转换有三种方法：①电阻取样及电流-电压转换电路如a所示。电流通过电阻时产生压降，该压降与通过的电流成正比。用电容取出压降信号中的脉动成份，然后将脉动成份送入后端处理。电容同时还起到隔直作用。②电流互感器取样及电流-电压转换电路如b所示。电流互感器将脉动电流升压后送入后续电路处理。③霍尔元件取样及电流-电压转换电路如c所示。

在恒定的磁场中当电流流过霍尔片时，在垂直方向会感应出与电流成正比的电压。转速测量只对信号的频率感兴趣，对转换的精度没有要求，因而对频带的要求不是十分严格。本文考虑采用电流互感器取样及电流-电压转换。电流互感器设计①脉动电流的脉动频率基本上都在低频范围，在本设计范围内，一般fn<2kHz，电流互感器的铁心选用普通矽钢片。脉动电流最大峰值1V，最大电流（直流）1A，功率设计1W，铁心截面积选取1010mm2。最大采样电压10V，圈数比设定10100.初级线圈有供电的直流通过，最大电流为1A，初级线圈选用0.5mm铜线绕制。次级线圈仅流过感应的脉动电流，再加之升压，通过的电流极小，选用0.07mm铜线。

去噪在次级两端并联一0.01F的电容，电火花等高频噪声可基本消除。但实验结果显示是否去除高频毛刺对获取最终转速读数没有影响。考虑高转速时的高频频响特性，本设计在电流互感器次级将不并联电容。数据采集脉动信号频率不高，一般fn<2kHz，因此对数据采集卡几乎没有什么要求。本文选用了价廉的PCI-6221.取样电路后端与采集卡配套的接线端子相连，再通过配套的电缆CB-68LP将信号送入PC机PCI插槽上的数据采集卡。

虚拟仪器的软件设计虚拟仪器的软件部分由LabVIEW来实现。LabVIEW的程序设计界面分前面板和后面板。前面板相当于一个仪表的面板，是人机对话的界面，供测速时输入必要的参数和显示速度用。后面板是程序代码窗口，采用图形化编程。

转速测定实例测试对象为微型二极直流电动机。换向片数3，额定电压9V.电源电压从1V起，每次加1V，一直加到9V.具体测量数据如所示。电枢绕组的导线截面积Scu为了输出一定的电磁转矩，要求电枢绕组每相电阻小于式（78）的计算值。因此，要求导线截面积应大于某个值，其计算公式为：Scu2wlcp/2r（79）式中：-在一定温度下，所选用导线的电阻系数；lcp/2-电枢绕组元件的平均半匝长度。电路参数的计算，也可按照下述方法进行：（a）根据对空载转速的要求，计算电枢绕绕组的每相匝数w；（b）根据电枢冲片的槽数和有效槽面积，在一定槽满率的条件下，计算出允许放置的导线最大截面积，并选定导线规格Scu；（c）计算出每相绕组电阻值r.当电路系统的上述三个参数w、r和Scu确定以后，就可以根据设计计算中得到的电路系统和磁路系统的其它参数，利用6的计算公式，校核电动机的技术指标。http://www.grainyq.com