量的大小，二维和三维霍尔元件能够方便获得磁场在空间上的分布，适用于空间位置和角度等方面的测量。霍尔电流传感器采用单轴霍尔元件制成，在实现对被测电流准确检测的同时，能够有效消除外界磁场对传感器的影响。按照霍尔元件的功能材料可将它们划分为霍尔元件霍尔元件霍尔元件二维电子气霍尔元件霍尔元件。对于传感器来说，功能材料是其发展的基础，每项新功能材料的发展和成功应用，都可能对传感器产品的研发和改进产生新的推进。霍尔元件首先要有高的灵敏度高效率高稳定性，要求材料同时具有高的霍尔迁移率和电阻率，其次，使用温度范围要宽，最后，元件的磁场线性度好，匹配方便，价格低廉，符合半导体发展方向。本设计本文将使用线性型霍尔传感器检测直流电流。是集成的线性型霍尔传感器，为引脚封装的集成电路，采用差动霍尔电压输出，其输出极性与磁场方向有关，检测灵敏度为。应用时在其引脚连接调整电位器，可补偿不等位电势，同时可改善线性。调整引脚外接电阻阻值，可使输出霍尔电压。与磁场强度有较好的线性关系。届毕业设计说明书第页共页图输出与磁场强度的关系利用霍尔传感器可以方便地检测直流电流，原理如图所示。绕有线匝的标准圆环铁芯有个缺口，将插入缺口中，将待检测直流电流接入线匝，电流通过线匝时产生磁场，则霍尔传感器就有电压输出。按的检测灵敏度，比如当线圈为匝，电流为时可产生的磁场强度，可输出约为的电压。图用于检测直流电流原理图根据电磁场理论，对于长度为的螺管线圈或平均周长为的环行线圈，它们内部的磁感应强度为式中为线圈匝数，为线圈中的电流，为周围介质导磁系数。届毕业设计说明书第页共页电压放大模块数据采集模块芯片只能识别的电压，电流检测和数据采集模块间需加电压放大模块，电压放大模块采用。为双端输入，单端输出的测量放大器。器有高输入阻抗，线性度良好的特点其管脚功能如图所示，脚,为输入端，脚,接电位器，调节增益，脚,为调零端。图管脚功能数据采集模块本设计中数据采集模块采用，是位逐次逼近型转换器。它由个路模拟开关个地址锁存译码器个转换器和个三态输出锁存器组成。多路开关可选通个模拟通道，允许路模拟量分时输入，共用转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存转换完的数字量，当端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。单片机模块选用单片机作为电路控制的核心。是种低功耗低电压功能强灵活性高且价格合理的位单片机。片内有的数据存储器,的程序存储器,个口,个串口,个定时计数器,个中断源,无内置抑制电源的抗干扰设计等几种。届毕业设计说明书第页共页屏蔽采用屏蔽体将需要屏蔽的器件或设备包围起来，经过屏蔽体的电磁场因反射和吸收而衰减，对被屏蔽器件或设备的影响将减小到允许水平以下。反射损耗取决于干扰场的形式和金属导体的波阻抗，阻抗越低反射损耗越大而吸收损耗是以电磁波通过屏蔽体所产生的涡流发热而使其能量得以损耗。屏蔽按其作用机理可以分为三类电场屏蔽磁场屏蔽和电磁屏蔽。电场屏蔽主要用于消除容性耦合，可以采用高导电性材料，如铜铁等，其拥有较小的阻抗，反谨的治学态度实事求是的科研作风使我终身受益。还要特别感谢老师在百忙之中对课题实验给予指导，让我能够顺利地进行自己的课题研究。感谢的各位老师为我课题实验所提供的帮助。感谢课题组的各位老师同学在学习生活上给予我的帮助。感谢在百忙之中对我论文进行细心评审的专家，对我论文的完善起了极大的指导作用。感谢我的家人在我多年的学业上给了我无私的支持,应用霍尔传感器技术,实现对被检测电路电流的测量。检测系统硬件电路包括单片机模块数据采集模块数码显示模块和电流检测模块,系统硬件框图如图所示。图系统框图电流检测模块将被测导线周围的磁感应强度转换为电压值，送到数据采集模块，数据采集模块将，电流检测模块送来的电压模拟量转换为数字量，送到单片机，单片机对送来的数据进行处理，将送来的电压值转换为电流值，最后送到显数据采集电流检测单片机数码显示电压放大届毕业设计说明书第页共页示模块显示出来，实现电流的实时测量。硬件选择电流检测模块霍尔效应的完整定义为当电流垂直于外磁场方向穿过导体时，在垂直于电流和外磁场的方向，导电体两侧产生电势差的现象被称为霍尔效应。霍尔效应是在金属中被发现的，但是在半导体中更为显著。早在年，便发现了霍尔效应，但是实用的霍尔元件直到人工生长的半导体材料成功之后才出现，具体是在二十世纪四十年代，半导体锗单晶的出现才得以制造出第个磁电传感器半导体锗霍尔元件。霍尔元件以霍尔效应为工作基础，是种磁传感器，可以检测磁场及其变化。霍尔元件具有很多优点，它们结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，耐震动，不怕灰尘油污水汽及烟雾的污染或腐蚀。霍尔元件的线性度好精度高，霍尔元件无触头不易磨损，采用各种保护和补偿措施的霍尔元件工作范围宽，可达。按照霍尔元件的功能可以将它们分为霍尔线性元件和霍尔开关元件。前者输出模拟量，后者输出数字量。按照被检测对象的性质可将它们分为直接应用和间接应用直接应用是指直接检测出受测对象的磁场或磁特性间接应用是检测受测对象上人为设置的磁场，用这个设置的磁场作为被测的信息的。通过间接应用，可以将许多的非电非磁物理量如力力矩位移速度加速度角度角速度转速转数以及工作状态的变化周期等转变成电量进行检测。电流测量是种利用霍尔元件直接测量被测电流产生的磁场大小的应用，采用霍尔线性器件可以制造霍尔电流传感器，来实现对被测电流这连续变化模拟量的准确检测。按照霍尔元件的结构可将它们划分为维霍尔元件二维霍尔元件和三维霍尔元件。维霍尔元件又被称为单轴霍尔元件二维霍尔元件的结构是二维平面，因此也被称为平面霍尔元件三维霍尔元件通常被称为非平面霍尔元件。垂直霍尔元件和柱状霍尔元件都是常见的单轴霍尔元件结构它们仅仅能感测个方向上的届毕业设计说明书第页共页磁场，将两个单轴霍尔元件相互垂直的集成在起，制成的磁传感器就可以同时测量磁场在同平面上的两个分量将三个单轴霍尔元件相互垂直的集成在起，即可得到三维磁传感器，可同时测量磁场在各个方向上的分量。单轴霍尔元件适合测量磁场在特定方向上分射损是种安全可靠长寿命无触点的开关。在些简单的自动控制场合，因输入信号往往是开关信号高电平或低电平，其控制量也是开关量，即接通电源或断开电源等，故可用电子开关在定距离内检侧物体的有无。光电开关以其结构和工作方式的不同，可分为沟式对射式反光板反射式扩散反射式聚焦式光纤式等类型。沟式光电开关是将发光元件与接收元件面对面装在个槽的两侧，且两者的光轴重合。当不透光的被测物体从槽中通过，发光元件所发出光因被挡而不能到达接收元件，光电开关动作并输出个开关信号，接通或切断负载电流，完成控制动作。由于结构限制该类器件的检测距离般只有几厘米。图光电式开关工作示意图对射式光电开关反光板反射式光电开关对射式光电开关是将发光元件与接收元件分离加大了检测距离，如图机械手控制面板参考文献张铁,谢存禧机器人学广州华南理工大学出版社,殷际英,何广平关节型机器人北京化学工业出版社,孙富春机械手理论及应用北京机械工业出版社,李允文工业机械手设计北京机械工业出版社,何存兴,张铁华液压传动与气压传动武汉华中科技大学出版社,孙平，刑军控制步进电机驱动系统北京机械工业出版社,成大先机械设计图册北京化学工业出版社,成大先机械设计手册北京机械工业出版社,吴宗泽机械设计师手册北京机械工业出版社,成大先机械设计手册单行本气压传动北京化学工业出版社,许福玲陈尧明液压与气压传动华中科技出版社,许缪王淑英电器控制与控制技术机械工业出版社,余成波胡新宇赵勇传感器与自动检测技术高等教育出版社,,,所示为对射式光电开关工作原理图。使用时发光元件与接收元件分别安装在被测物体通过路径之两侧，当有检测物体通过时光路被挡，接收元件动作，发出个开关控制信号。图光电式光电开关工作示意图二扩散反射式光电开关聚焦式光电开关光纤式光电开关反光板反光式光电开关将发光元件和接收元件安装在起，并在光路设计上保证各自的光轴相交于对应的反光板处，如图所示。被测物体通过光路时，接收元件因接收不到光信号而动作，产生开关控制信号。扩散反射式光电开关在工作时不用反光板，而是利用被检测物体挡光并有部分反射光被接收元件接收，产生动作而发出开关控制信号。这类光电开关是在光从无变有，或者从暗变亮时发生动作，前面介绍的光电开关不同，所以，被称为亮态接通。前面三类被称为暗态接通。在般的扩散反光式光电开关的基础上，将个透镜装置在检测头上，使得光聚焦于特定距离的个点，当被测物经过此点时光电开关才发生动作，即聚焦式光电开关。利用光纤作为发光元件与接收元件之间的导光介质，可以组成光纤式光电开关。事实上前面介绍的各类光电开关都可以利用光纤导光来组成相应的形式，这样的光电开关不但可以检测非常小用其他方法很难检测的物体，而且可以用于强腐蚀性高温等恶劣环境。本机械手选用对射式光电开关，安装在相对转动的两个部件之间，用来确定它们的相对角度，以下以大臂和小臂为例。图对射式光电开关在机械手上的工作方式在大臂和小臂上分别装上光电开关的发射部分和光电开关的接收部分，当大臂和小臂的相对转角达量的大小，二维和三维霍尔元件能够方便获得磁场在空间上的分布，适用于空间位置和角度等方面的测量。霍尔电流传感器采用单轴霍尔元件制成，在实现对被测电流准确检测的同时，能够有效消除外界磁场对传感器的影响。按照霍尔元件的功能材料可将它们划分为霍尔元件霍尔元件霍尔元件二维电子气霍尔元件霍尔元件。对于传感器来说，功能材料是其发展的基础，每项新功能材料的发展和成功应用，都可能对传感器产品的研发和改进产生新的推进。霍尔元件首先要有高的灵敏度高效率高稳定性，要求材料同时具有高的霍尔迁移率和电阻率，其次，使用温度范围要宽，最后，元件的磁场线性度好，匹配方便，价格低廉，符合半导体发展方向。本设计本文将使用线性型霍尔传感器检测直流电流。是集成的线性型霍尔传感器，为引脚封装的集成电路，采用差动霍尔电压输出，其输出极性与磁场方向有关，检测灵敏度为。应用时在其引脚连接调整电位器，可补偿不等位电势，同时可改善线性。调整引脚外接电阻阻值，可使输出霍尔电压。与磁场强度有较好的线性关系。届毕业设计说明书第页共页图输出与磁场强度的关系利用霍尔传感器可以方便地检测直流电流，原理如图所示。绕有线匝的标准圆环铁芯有个缺口，将插入缺口中，将待检测直流电流接入线匝，电流通过线匝时产生磁场，则霍尔传感器就有电压输出。按的检测灵敏度，比如当线圈为匝，电流为时可产生的磁场强度，可输出约为的电压。图用于检测直流电流原理图根据电磁场理论，对于长度为的螺管线圈或平均周长为的环行线圈，它们内部的磁感应强度为式中为线圈匝数，为线圈中的电流，为周围介质导磁系数。届毕业设计说明书第页共页电压放大模块数据采集模块芯片只能识别的电压，电流检测和数据采集模块间需加电压放大模块，电压放大模块采用。为双端输入，单端输出的测量放大器。器有高输入阻抗，线性度良好的特点其管脚功能如图所示，脚,为输入端，脚,接电位器，调节增益，脚,为调零端。图管脚功能数据采集模块本设计中数据采集模块采用，是位逐次逼近型转换器。它由个路模拟开关个地址锁存译码器个转换器和个三态输出锁存器组成。多路开关可选通个模拟通道，允许路模拟量分时输入，共用转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存转换完的数字量，当端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。单片机模块选用单片机作为电路控制的核心。是种低功耗低电压功能强灵活性高且价格合理的位单片机。片内有的数据存储器,的程序存储器,个口,个串口,个定时计数器,个中断源,无内置抑制电源的抗干扰设计等几种。届毕业设计说明书第页共页屏蔽采用屏蔽体将需要屏蔽的器件或设备包围起来，经过屏蔽体的电磁场因反射和吸收而衰减，对被屏蔽器件或设备的影响将减小到允许水平以下。反射损耗取决于干扰场的形式和金属导体的波阻抗，阻抗越低反射损耗越大而吸收损耗是以电磁波通过屏蔽体所产生的涡流发热而使其能量得以损耗。屏蔽按其作用机理可以分为三类电场屏蔽磁场屏蔽和电磁屏蔽。电场屏蔽主要用于消除容性耦合，可以采用高导电性材料，如铜铁等，其拥有较小的阻抗，反