2024年3月16日发(作者：崔吉)
ISSN1009-3044
Computer
Knowledge
Knowledge
and
and
Technology
Technology
电脑知识
电脑知识
与技术
与技术
Computer
Vol.17,No.7
March
2021
E-mail：*************.cn
第17卷第7期(2021年3月)
http：//
Tel：+86-551-6569
非接触式里程表传感器检测工装的设计
刘宇环
（合肥财经职业学院，安徽合肥230601）
摘要：里程表传感器是将车速表和里程计连接在一根驱动轴上，既能指示汽车的行驶速度又能记录汽车的行驶距离。非
接触式里程表传感器检测工装，通过触摸屏输入不同的转速信息传送到PLC，伺服控制器接收PLC输出的脉冲信号后进行
运算处理，来驱动伺服电机工作，此时测速元件就会测量出伺服电机的转速，将转速信息通过反馈元件传递给伺服控制
器，这样构成了一个可以使转速稳定的闭环系统，完成里程表传感器质量的检测。
关键词：里程表；PLC；伺服电机;转速
中图分类号：U46文献标识码：A
开放科学（资源服务）标识码（OSID）:
文章编号：1009-3044(2021)07-0220-02
DesignofNon-contactOdometerSensorDetectionFixture
LIUYu-huan
(HefeiCollegeofFinanceandEconomics,Hefei230601,China)
Abstract:Theodometersensorconnectsthespeedometerandthespeedometertoadriveshaft,itcanindicatethedrivingspeedof
-contactodometersensordetectiontooling,differentspeedinformation
throughthetouchscreentotransmittothePLC,theservocontrollerreceivesthepulsesignaloutputbyPLCandthencarriesout
pointthemeasuringelementwillmeasurethespeedoftheser⁃
vomotor,thespeedinformationistransmittedtotheservocontrollerthroughthefeedbackelement,inthisway,aclosedloopsystem
canstabilizethespeed,toCompletetheinspectionofodometersensorquality.
Keywords:Thespeedometer；PLC；Servomotor;speed
如今，汽车工业的迅猛发展，汽车已经成为家里的必备工
具，人们更加注重汽车的安全性能以及可靠性能。作为汽车重
要的零部件之一，也就是里程表传感器，它的准确性和质量好
坏，不但关系着汽车的性能，更关系着人们的安全。本文设计
了非接触式里程表传感器检测工装，整个检测过程中系统会自
动判定里程表传感器的好坏。
束，最后输送给测速里程表，测速里程表根据车的行驶速度和
时间，通过相应的处理计算，就可以显示出行驶的里程了。此
测速传感器设计中避免了机械部件的直接接触，这样机械摩擦
损耗大大减少，可以被汽车行业大力使用并推广。
2设计选型
基于非接触式里程表传感器的结构特点及工作原理而设
计制作检测工装，电气元件布置图如图1，并模拟实车选择此检
测工装的执行机构、数据采集处理和数据显示单元等。
1）执行机构：（1）采用日本松下伺服马达MHMJ042G1U+
MBDKT2510CA1(0.4kW)，速度响应频率2.3KHz，104万脉冲
20bit编码器；采用电机转子的10极化，减小了脉动宽度；利用
速度稳定性的提高和减少电机转矩变化，提高了定位的稳定
性；指令输入反馈输出4Mpps的高速对应，高分辨率运转及高
速运转；有实时自动增益改变功能；高转速达6000r/min。（2）伺
服驱动器输入专用滤波器HT1-F2RB-15A，用于伺服驱动器电
机调速控制系统。可有效减少低频到高频范围内的传导干扰，
避免对供电网络造成污染，同时能够降低设备产生的噪声通过
供电网络对驱动器产生干扰。
1工作原理
非接触式里程表传感器是一种信号装置，在变速箱后轴承
盖上安装有传感器，用电线束将传感器与机械部件相连接，这
样就避免了直接接触，留有的间隙在1.4±0.6mm。当汽车启动
后，变速器主轴开始旋转，同时里程表转子的齿轮也开始转动，
当里程表转子在旋转过程中，它的齿轮会在某一时刻接触到测
速传感器的探头，因为测速传感器探头中有敏感器件，这时它
受到转子磁场的作用，会有低电平输出；再继续转动里程表的
转子，它的齿轮会离开传感器探头，测速传感器探头中的敏感
器件无法接收到转子磁场的作用，进而变为高电平输出。这样
变速器主轴每转动360度，测速传感器就会输出信号，此信号
为八个方波脉冲信号，这些脉冲信号通过微机处理，经过电线
收稿日期：2020-10-24
作者简介：刘宇环（1990—），女，满族，黑龙江省五常市人，助教，硕士研究生，研究方向：电路与系统。
220
计算机工程应用技术
本栏目责任编辑：梁书
第17卷第7期(2021年3月)
PLC
丰富的内置集成功能；
，
2
它的特点有：
）数据采集处理单元：
（1）极高的可靠性；
采用西门子
（2
S7-200SMART系列
MT8101iE
3）数据显示单元
（4
：
）
采
实时特性；
用台
（5）
）
强劲的通讯能力
极丰富的指令集；（3）
幕，高分辨率。能够设置数据参数，
，用TFTLCD液晶显示屏，
湾威纶通人机界面触摸屏
并且可以显示数据信息，
色彩高达65536色，大屏
将
自动化控制过程形象的展示出来，使PLC的控制程序更加
清晰。
图1电气元器件布置图
3设计原理
威沦MT8101IE与s7-200通讯连上，设计流程图如图2，在
触摸屏
PTO
HMI输入不同转速信息分别传送到PLC，这时PLC有
控制器接收脉冲信号后进行相应的运算处理，
脉冲输出，将PLC于伺服控制器的脉冲端口相连接，
来驱动伺服电机
伺服
工作，此时测速元件就会测量出伺服电机的转速，将转速的大
小通过反馈元件再传递给伺服控制器，这样构成了一个可以使
转速稳定的闭环系统。开机后切换到转速监控界面（HMI），同
时按下工装面板上两个启动按钮进行检测，整个检测过程中系
统会自动判定里程表传感器合格或者不合格。
冲串
1
(PTO)
）西门子
操作，
S7-200
PTO功能生成指定脉冲数目和周期的方波
SMART系列PLC，设计原理图如图3
（
，脉
占
空比为50%）脉冲串。当组态一个输出为PTO操作时，生成一
个脉冲串可以控制伺服电机的运行速度。在使能PTO操作前，
要将映像寄存器清零，连接PTO
1000
2
3000rpm/min
Hz），
个脉冲产生，
）设定伺服电机旋转速度
求出PLC输出脉冲频率。设置转速分别为
根据公式脉冲频率
（
完成中断，
rpm），假设伺服电机转一圈有
产生一个脉冲串。
=（旋转速度值
1500rpm/min
/6）×100
、
转速。
、3750rpm/min、4500rpm/min、5000rpm/min，共5档
测得的脉冲数除以采样周期即为齿轮的频率，
3）采集传感器的齿轮转速：建立255ms定时中断，
再乘以
255ms
60即为
所
本栏目责任编辑：梁书
ComputerKnowledgeandTechnology
电脑知识
与技术
转速。对传感器的齿轮转速分别单独采集处理，再清除高速计
数器的采样值，最后判断合格的传感器转速。
设计的检测工装系统框图如图4所示。
图2设计流程图
图3设计原理图
图4检测工装系统框图
4结论
此非接触式里程表传感器检测工装的设计，在检测过程中
将转速信号变为信脉冲信号输出，数字系统内部的时钟作用，
可以测量出脉冲信号的频率。实车模拟检测，保证了执行机构
的可靠性和精确度，并且抗干扰能力强、稳定性好、不受外界温
度变化的影响。此设计方案可以大力推广，希望给汽车工业带
来新发展。
参考文献：
[1]李俊松
器,2002,2:13-15.
,宋仲康.汽车车速传感器测试系统的开发
（下转第224页
[J],汽车电
）
计算机工程应用技术
221
（
ComputerKnowledgeandTechnology
电脑知识
与技术
第17卷第7期(2021年3月)
参考文献：
[1]党会森,广宽,卜凡亮.基于Agent的群体性暴力事件的建模
与仿真[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2012,29(2):
60-65.
[2]党会森,广宽.群体性暴力事件的仿真研究[J].中国公共安全
(学术版),2012(3):6-8.
[3]高萌萌,王一伊,卜凡亮.群体性暴力事件形成计算分析[J].北
京警察学院学报,2015(2):102-109.
[4]Epstein,ngcivilvioience:Anagent-basedcomputa⁃
tionalapproach[J].PNAS,2002,99(3):7243-7250
[5]GilbertN,tionforthesocialscientist[EB/
OL].2005
[6]廖守亿,戴金海.复杂适应系统及基于Agent的建模与仿真方
法[J].系统仿真学报,2004,16(1):113-117.
[7]岳峰,荣明,胡晓峰,等.基于Agent构建群体行为模型[J].装甲
兵工程学院学报,2008,22(1):68-71.
[8]岳峰,荣明,胡晓峰,等.基于Agent构建群体行为模型[J].装甲
兵工程学院学报,2008,22(1):68-71.
[9]常宁宁.基于多智能体的群体性事件仿真研究[D].长沙:国防
科学技术大学,2008.
[10]孙继真,卜凡亮.群体性暴力事件的对抗仿真研究[J].中国
人民公安大学学报(自然科学版),2012,18(1):68-72.
[11]陈鹏,陈建国.突发性群体暴力活动的多主体建模研究[J].
计算机仿真,2015,32(1):377-381.
【通联编辑：唐一东】
图6
从实验结果可以看出随着刑罚时间的增加，暴徒会相应的
减少，离开的人的变化不明显，旁观者的变化在300人左右浮
动，变化相对稳定，所以刑罚时间主要影响着暴徒数量的变化，
刑罚时间越长，暴徒数量越少。在现实的治安过程中，可以根
据暴徒相应的罪行在合理的刑期之内判刑，这样更有利于打击
暴徒的暴力行为，并控制暴徒出狱之后的再犯，有利于社会的
和谐稳定。
4小结
本课题中，在Netlogo建模的基础上，通过对个体个性的研
究对警察数量、视野范围内人数和刑罚时间的长短对暴力行为
的影响做了分析研究，通过对数据的比较，验证了所得结果的
合理性，发现在群体性暴力事件的演化过程中，刑罚时间的长
短和视野范围的人数会影响暴徒的数量，同时还发现，如果只
是单纯的增加警察的数量，也会导致群体性暴力事件发展难以
控制，从而导致严重的后果。
（上接第221页）
[2]于京生,容旭巍.汽车速度测量系统的智能化设计[J].微计算
机信息,2008,8:292-293.
[3]刘铮.王建昕.汽车发动机原理教程[M].北京:清华大学出版
社,2001.
[4]吕泉.现代传感器原理及应用.北京:清华大学出版社,2006
[5]黄无双.微机控制电机实时测速系统[J].仪器仪表用户,2005,
12(2):24-25.
[6]于炳亮.电机转速测量方法研究[J].山东科学,2005,18(5).
[7]阮航,刘玉,熊祖彪.基于ARM的嵌入式一体化工业控制机硬
件系统设计[J].微计算机信息,2005,7:77-79.
【通联编辑：梁书】
224
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非接触式里程表传感器检测工装的设计
刘宇环
（合肥财经职业学院，安徽合肥230601）
摘要：里程表传感器是将车速表和里程计连接在一根驱动轴上，既能指示汽车的行驶速度又能记录汽车的行驶距离。非
接触式里程表传感器检测工装，通过触摸屏输入不同的转速信息传送到PLC，伺服控制器接收PLC输出的脉冲信号后进行
运算处理，来驱动伺服电机工作，此时测速元件就会测量出伺服电机的转速，将转速信息通过反馈元件传递给伺服控制
器，这样构成了一个可以使转速稳定的闭环系统，完成里程表传感器质量的检测。
关键词：里程表；PLC；伺服电机;转速
中图分类号：U46文献标识码：A
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文章编号：1009-3044(2021)07-0220-02
DesignofNon-contactOdometerSensorDetectionFixture
LIUYu-huan
(HefeiCollegeofFinanceandEconomics,Hefei230601,China)
Abstract:Theodometersensorconnectsthespeedometerandthespeedometertoadriveshaft,itcanindicatethedrivingspeedof
-contactodometersensordetectiontooling,differentspeedinformation
throughthetouchscreentotransmittothePLC,theservocontrollerreceivesthepulsesignaloutputbyPLCandthencarriesout
pointthemeasuringelementwillmeasurethespeedoftheser⁃
vomotor,thespeedinformationistransmittedtotheservocontrollerthroughthefeedbackelement,inthisway,aclosedloopsystem
canstabilizethespeed,toCompletetheinspectionofodometersensorquality.
Keywords:Thespeedometer；PLC；Servomotor;speed
如今，汽车工业的迅猛发展，汽车已经成为家里的必备工
具，人们更加注重汽车的安全性能以及可靠性能。作为汽车重
要的零部件之一，也就是里程表传感器，它的准确性和质量好
坏，不但关系着汽车的性能，更关系着人们的安全。本文设计
了非接触式里程表传感器检测工装，整个检测过程中系统会自
动判定里程表传感器的好坏。
束，最后输送给测速里程表，测速里程表根据车的行驶速度和
时间，通过相应的处理计算，就可以显示出行驶的里程了。此
测速传感器设计中避免了机械部件的直接接触，这样机械摩擦
损耗大大减少，可以被汽车行业大力使用并推广。
2设计选型
基于非接触式里程表传感器的结构特点及工作原理而设
计制作检测工装，电气元件布置图如图1，并模拟实车选择此检
测工装的执行机构、数据采集处理和数据显示单元等。
1）执行机构：（1）采用日本松下伺服马达MHMJ042G1U+
MBDKT2510CA1(0.4kW)，速度响应频率2.3KHz，104万脉冲
20bit编码器；采用电机转子的10极化，减小了脉动宽度；利用
速度稳定性的提高和减少电机转矩变化，提高了定位的稳定
性；指令输入反馈输出4Mpps的高速对应，高分辨率运转及高
速运转；有实时自动增益改变功能；高转速达6000r/min。（2）伺
服驱动器输入专用滤波器HT1-F2RB-15A，用于伺服驱动器电
机调速控制系统。可有效减少低频到高频范围内的传导干扰，
避免对供电网络造成污染，同时能够降低设备产生的噪声通过
供电网络对驱动器产生干扰。
1工作原理
非接触式里程表传感器是一种信号装置，在变速箱后轴承
盖上安装有传感器，用电线束将传感器与机械部件相连接，这
样就避免了直接接触，留有的间隙在1.4±0.6mm。当汽车启动
后，变速器主轴开始旋转，同时里程表转子的齿轮也开始转动，
当里程表转子在旋转过程中，它的齿轮会在某一时刻接触到测
速传感器的探头，因为测速传感器探头中有敏感器件，这时它
受到转子磁场的作用，会有低电平输出；再继续转动里程表的
转子，它的齿轮会离开传感器探头，测速传感器探头中的敏感
器件无法接收到转子磁场的作用，进而变为高电平输出。这样
变速器主轴每转动360度，测速传感器就会输出信号，此信号
为八个方波脉冲信号，这些脉冲信号通过微机处理，经过电线
收稿日期：2020-10-24
作者简介：刘宇环（1990—），女，满族，黑龙江省五常市人，助教，硕士研究生，研究方向：电路与系统。
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第17卷第7期(2021年3月)
PLC
丰富的内置集成功能；
，
2
它的特点有：
）数据采集处理单元：
（1）极高的可靠性；
采用西门子
（2
S7-200SMART系列
MT8101iE
3）数据显示单元
（4
：
）
采
实时特性；
用台
（5）
）
强劲的通讯能力
极丰富的指令集；（3）
幕，高分辨率。能够设置数据参数，
，用TFTLCD液晶显示屏，
湾威纶通人机界面触摸屏
并且可以显示数据信息，
色彩高达65536色，大屏
将
自动化控制过程形象的展示出来，使PLC的控制程序更加
清晰。
图1电气元器件布置图
3设计原理
威沦MT8101IE与s7-200通讯连上，设计流程图如图2，在
触摸屏
PTO
HMI输入不同转速信息分别传送到PLC，这时PLC有
控制器接收脉冲信号后进行相应的运算处理，
脉冲输出，将PLC于伺服控制器的脉冲端口相连接，
来驱动伺服电机
伺服
工作，此时测速元件就会测量出伺服电机的转速，将转速的大
小通过反馈元件再传递给伺服控制器，这样构成了一个可以使
转速稳定的闭环系统。开机后切换到转速监控界面（HMI），同
时按下工装面板上两个启动按钮进行检测，整个检测过程中系
统会自动判定里程表传感器合格或者不合格。
冲串
1
(PTO)
）西门子
操作，
S7-200
PTO功能生成指定脉冲数目和周期的方波
SMART系列PLC，设计原理图如图3
（
，脉
占
空比为50%）脉冲串。当组态一个输出为PTO操作时，生成一
个脉冲串可以控制伺服电机的运行速度。在使能PTO操作前，
要将映像寄存器清零，连接PTO
1000
2
3000rpm/min
Hz），
个脉冲产生，
）设定伺服电机旋转速度
求出PLC输出脉冲频率。设置转速分别为
根据公式脉冲频率
（
完成中断，
rpm），假设伺服电机转一圈有
产生一个脉冲串。
=（旋转速度值
1500rpm/min
/6）×100
、
转速。
、3750rpm/min、4500rpm/min、5000rpm/min，共5档
测得的脉冲数除以采样周期即为齿轮的频率，
3）采集传感器的齿轮转速：建立255ms定时中断，
再乘以
255ms
60即为
所
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电脑知识
与技术
转速。对传感器的齿轮转速分别单独采集处理，再清除高速计
数器的采样值，最后判断合格的传感器转速。
设计的检测工装系统框图如图4所示。
图2设计流程图
图3设计原理图
图4检测工装系统框图
4结论
此非接触式里程表传感器检测工装的设计，在检测过程中
将转速信号变为信脉冲信号输出，数字系统内部的时钟作用，
可以测量出脉冲信号的频率。实车模拟检测，保证了执行机构
的可靠性和精确度，并且抗干扰能力强、稳定性好、不受外界温
度变化的影响。此设计方案可以大力推广，希望给汽车工业带
来新发展。
参考文献：
[1]李俊松
器,2002,2:13-15.
,宋仲康.汽车车速传感器测试系统的开发
（下转第224页
[J],汽车电
）
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（
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第17卷第7期(2021年3月)
参考文献：
[1]党会森,广宽,卜凡亮.基于Agent的群体性暴力事件的建模
与仿真[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2012,29(2):
60-65.
[2]党会森,广宽.群体性暴力事件的仿真研究[J].中国公共安全
(学术版),2012(3):6-8.
[3]高萌萌,王一伊,卜凡亮.群体性暴力事件形成计算分析[J].北
京警察学院学报,2015(2):102-109.
[4]Epstein,ngcivilvioience:Anagent-basedcomputa⁃
tionalapproach[J].PNAS,2002,99(3):7243-7250
[5]GilbertN,tionforthesocialscientist[EB/
OL].2005
[6]廖守亿,戴金海.复杂适应系统及基于Agent的建模与仿真方
法[J].系统仿真学报,2004,16(1):113-117.
[7]岳峰,荣明,胡晓峰,等.基于Agent构建群体行为模型[J].装甲
兵工程学院学报,2008,22(1):68-71.
[8]岳峰,荣明,胡晓峰,等.基于Agent构建群体行为模型[J].装甲
兵工程学院学报,2008,22(1):68-71.
[9]常宁宁.基于多智能体的群体性事件仿真研究[D].长沙:国防
科学技术大学,2008.
[10]孙继真,卜凡亮.群体性暴力事件的对抗仿真研究[J].中国
人民公安大学学报(自然科学版),2012,18(1):68-72.
[11]陈鹏,陈建国.突发性群体暴力活动的多主体建模研究[J].
计算机仿真,2015,32(1):377-381.
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图6
从实验结果可以看出随着刑罚时间的增加，暴徒会相应的
减少，离开的人的变化不明显，旁观者的变化在300人左右浮
动，变化相对稳定，所以刑罚时间主要影响着暴徒数量的变化，
刑罚时间越长，暴徒数量越少。在现实的治安过程中，可以根
据暴徒相应的罪行在合理的刑期之内判刑，这样更有利于打击
暴徒的暴力行为，并控制暴徒出狱之后的再犯，有利于社会的
和谐稳定。
4小结
本课题中，在Netlogo建模的基础上，通过对个体个性的研
究对警察数量、视野范围内人数和刑罚时间的长短对暴力行为
的影响做了分析研究，通过对数据的比较，验证了所得结果的
合理性，发现在群体性暴力事件的演化过程中，刑罚时间的长
短和视野范围的人数会影响暴徒的数量，同时还发现，如果只
是单纯的增加警察的数量，也会导致群体性暴力事件发展难以
控制，从而导致严重的后果。
（上接第221页）
[2]于京生,容旭巍.汽车速度测量系统的智能化设计[J].微计算
机信息,2008,8:292-293.
[3]刘铮.王建昕.汽车发动机原理教程[M].北京:清华大学出版
社,2001.
[4]吕泉.现代传感器原理及应用.北京:清华大学出版社,2006
[5]黄无双.微机控制电机实时测速系统[J].仪器仪表用户,2005,
12(2):24-25.
[6]于炳亮.电机转速测量方法研究[J].山东科学,2005,18(5).
[7]阮航,刘玉,熊祖彪.基于ARM的嵌入式一体化工业控制机硬
件系统设计[J].微计算机信息,2005,7:77-79.
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