微机控制高速平缝机两个重要硬件系统的设计

2 机头同步定位器与速度传感器

微机控制缝纫机的一个重要指标是停机位置的准确度，这里包括上针位和下针位的停机，所以，缝纫机在这两个位置必须各给出一个信号，单片机才可以通过检测这两个信号来控制电机停止。还有，如果要检测缝纫机的转速，可以通过机头的速度传感器来检测，这样，实际上机头同时具有上述两种功能。

上下针位信号的产生主要是依靠安装在机头上的两块极性相反的磁铁（跟着电机旋转），对两个相反安装的开关型霍尔传感器（固定）作用，即每块磁铁仅对应一个传感器起作用。当机头旋转到上针位或下针位位置上时，相应的开关霍尔传感器因为磁场到达其跳变的阈值，而产生输出跳变，也就是需要的开关信号。速度检测信号产生的基本原理是机头内包含一个环形空心铁环，其内环为一个均匀分布、互相咬合的24对齿槽，空心环内绕有线圈，则整个装置相当于一个24对极的感应电机，能够产生频率为转速24倍的输出感生电动势。

开关型霍尔传感器应用非常简单，仅按照典型接法即可。这里选用的是Allegro公司的U3144。外围电路仅须连接一个输入电阻与一个输出上拉电阻。图4为开关霍尔传感器的典型应用接法，图5为该器件典型的动作与释放磁感应强度曲线图。

图4 开关霍尔传感器的典型应用接法

从图5可以看到，该器件在Vo～B曲线上存在一个迟滞，提供一个有一定脉宽的信号。上、下针位信号对应的传感器要互相相反地安装，因为相应的磁铁也是相反安装，则每个传感器在机头旋转一周仅动作一次。

图5 U314X动作与释放磁感应强度与温度关系曲线图

3 实验结果和总结

本文所介绍的两个硬件已经应用在微机控制的高速平缝机中了，而且性能良好，工作稳定，能够达到预先的要求。图6为脚踏板控制器的输出开机信号和速度控制给定信号。图7为上下针位的信号。

图6 开机信号和速度给定信号

图7 上下针位信号