介绍了新一代磁传感器实验仪器的设计意义，实验内容和创新功能。
重点放在PLC和触摸屏的组合上，以进行闭环控制的实验演示。时，传感器与自动化的基本经验有机地结合在一起，为实验科学与工程教育提供了良好的实验平台。着工业自动化技术的飞速发展，精确控制的社会需求变得越来越重要。工业计算机，可编程逻辑控制器（PLC）和微处理器（MCU）为代表的智能控制技术朝着准确性，可靠性和准确性的方向发展，特别是在闭环控制方面。业电源主要通过运行发动机来驱动负载。确的检测和精确的发动机控制凸显了其重要地位。动机运动状态的描述分为开环检测和闭环控制。
环检测主要依靠传感器，传感仪器和检测系统来监视和记录实时在线发动机参数。环控制主要基于传感器和智能控制单元通过程序对计划或预定义的运行状态进行实时控制。环电源，例如：控制重型轧机，起重机，煤矿机械，石油钻探设备。了进行精确控制，必须使用高质量的传感器。传感器是新兴的技术领域，近年来发展迅速，并已迅速工业化。经成功开发了一系列具有不同原理的用于测量速度，旋转位置和功率的传感器，并已广泛应用于数十个技术领域。
如角度传感器，磁性编码器，速度传感器，电流传感器等。环控制在自动控制中的位置非常重要，但是在教学过程中和大学当前的教学环节中，它仅保留在教室中。有用于试验和实践各种闭环控制的实验仪器。材。
研究基于各种磁传感器，使用可编程逻辑控制器和触摸屏来研究磁传感器的性能以及不同的闭环控制功能：物理教育，电子电气教育，自动化技术，机电一体化，教学实验仪器或演示实验仪器，为诸如技术设计等许多学科提供了新的教育内容。是促进大学教育内容与当代科学技术先进技术相结合，加强理论与教学知识经验相结合，实现跨学科创新。合磁传感器的新一代实验仪器是根据这些教育需求而设计的，包括一组基于PLC和触摸屏的实验仪器，具有闭环电机控制经验和以磁传感器测量为主体。验仪器的设计是新的。涉及直流电动机的特性，磁传感器原理，信号转换和处理，传感器性能测试和评估，现代开环检测和闭环控制原理。
西门子PLC技术和其他多学科知识点发现各种专业知识的完整应用，为创新教学奠定了基础。带有集成磁传感器的新一代实验仪器中，它主要是一个两方面的实验系统。个是磁传感器实验，另一个是用于发动机控制的发动机性能实验。框图如图1所示。度检测系统包括一个磁敏角传感器和一个磁敏倾斜角传感器，一个标定板，标定值为1’和前面板上的显示仪器。度传感器安装在校准板的后侧，并与之同轴连接，用于检测校准盘内外盘的相对旋转角度。斜角度传感器安装在校准板的前侧，以检测倾斜角度。度校准圆盘的内圆盘和外圆盘可相对旋转，并且通过两个圆盘边缘上的旋钮读取相应的角度值。度传感器和倾斜角度传感器会发出4-20 mA的电流信号，该电流信号会通过通往PLC的电路转换为0-10 V的电压信号，并且将经PLC信号处理后，角度和倾斜度将出现在触摸屏上。研究两个传感器的性能特征时，可以使用两个传感器进行同时测量。动检测系统包括一个磁敏位移传感器和一个螺旋微位移标尺。移传感器的范围为厘米。旋移动尺的头部与位移传感器的滑动头共线安装。
着螺旋移动尺的旋转头旋转，螺旋移动头的尺与传感器的滑杆一起滑动，并且位移传感器磁体线性移动。灵敏度组件感觉到磁场改变了输出电压信号。信号也被PLC接收，处理并显示在触摸屏上。感器输入位移通过千分尺螺旋刻度读取，精度为0.01 mm。磁传感器电动机实验中，它分为开环电动机速度检测和闭环速度，位移和功率控制实验。
件主要由西门子s7-200 PLC，触摸屏，直流无刷电机，电动驱动电路，磁敏编码器，电流传感器，齿轮和皮带。软件部分由西门子开发的编程软件step7编写的PID信号的控制和处理程序实现。图如图2所示。触摸屏上选择闭环速度控制实验。
定预定的电动机速度值，通过磁编码器检测电动机的实时速度值，由PLC收集磁编码器信号，并根据适当的处理进行处理，以比较两者之间的差异。时速度和预设速度，然后发送控制信号以调整电动机。作电压信号使速度达到预定值，从而实现对电动机速度的闭环控制。设计中，PWM波周期的增量周期和脉冲宽度设置为微秒（us）。了增加可调节范围，对于PWM，将周期值设置为最大值65535us（即，PWM波的频率约为15.26 Hz）。形宽度（即占空比）的设置（即电动机速度的设置）由特殊存储器SMW28进行，SMW28中的数字分别对应于模拟电位计0的位置和模拟电位计1的运动触点。只读），在STOP / RUN模式下，每次分析时都会更新该值。种在周期时间上保持恒定脉冲宽度的PWM操作被称为PWM的同步更新，并且在周期的边界处出现波形特征的变化，从而允许每个PWM波的平滑过渡。以在触摸屏上选择闭环位置控制测试模式。定预定义的排量，PLC接收排量，计算PWM输出脉冲数，并控制电动机的当前排量。中，具有磁灵敏度的高精度编码器用作检测电机的输出速度反馈。示实验可以通过皮带传动进行演示。键是精确的位置测量在理论上取决于发动机的加速度，平稳的运行时间，减速和控制以及精确的位置测量。流传感器采用霍尔的开环和闭环电流检测原理，收集电动机的工作电流并输出电压信号。动机运行时，PLC收集电流传感器的输出信号，并结合速度控制以检测负载的闭环控制对电动机运行状态的影响。行教学和演示的目的是在负载下保持发动机的恒定转速。必要测量电动机电流。
馈控制可增加电动机的功率或使其稳定运行。
实验仪器的设计中，硬件部分的选择主要考虑电机的控制器部分和控制电路部分。一个决定整个系统的功能和准确性。是对电机进行闭环控制的基本保证。外，实验仪器系统的显示和操作系统采用触摸屏，大大简化了以前的显示仪器和控制开关。前的数字计数器，LCD和键盘已集成到触摸屏中，并且可以在触摸屏上读取实验结果或开关控制。制器是整个微电机性能测试系统的实验设备控制电路的核心部分。于电机返回通道很大，并且采样被认为是同步的，并且计数器用于收集编码器脉冲数，因此需要具有多个计数器/计时器的控制器。虑到在稍后阶段与触摸屏的连接通信，设想使用可以控制触摸屏的控制器。虑到上述因素和其他因素后，恒温阀芯选择了西门子S7-200系列PLC系列224xp作为微电机性能测试系统实验设备的控制器。微电机性能测试系统使用PWM控制电机，而Siemens s7-200本身具有PWM输出通道。此，有必要选择用于PWM运动控制的H桥分量作为输入信号。于发动机的旋转，这样做是不可避免的。于存在过电流现象，恒温阀芯因此请选择峰值电流较高且具有防止过热和过电流保护的驱动器芯片。选择了LMD18200。LMD18200是专用于运动控制的美国国家半导体公司（NS）H桥组件。CMOS控制电路和DMOS电源集成在同一芯片上，最大输出电流高达6A，连续输出电流高达3A，工作电压高达55V，温度警报，短路和过热保护，以及良好的抗干扰性[4]。该实验仪器中，以创新的方式介绍了触摸屏：作为系统的操作和显示界面，采用了适合与Siemens s7-200通信的触摸屏组件，它采用了具有高亮度（分辨率）的7英寸TFT液晶显示器。800×480），电源为24V，可以由Siemens s7-200供电。以在触摸屏上实时读取实验数据（拨号格式和数字显示），并且可以记录实验数据的历史记录和历史曲线。作员可以方便地记录和分析比较数据，以及更好地观察和分析传感器和电机特性。多数键锁开关可以与触摸屏集成在一起，并与PLC编程结合在一起。示和控制界面相互切换，优化了集成了磁传感器的实验仪器的总体设计和结构。
实验平台更加简洁实用。传感器集成实验仪器将现代科学研究的先进技术转化为基础教育，并整合了跨学科知识扩展的各个方面。感器传感技术和基本的自动化经验被集成到一个平台中，形成了一个完整的实验平台。为学习诸如物理，自动化，测试和机电一体化等各种工程课程提供了一个很好的实验平台。
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