[發明專利]一種高精度低成本的角度傳感器檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 200610104175.2
• 申請日: 2006-08-03
• 公開（公告）號: CN101135579A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 陳杰;彭志紅;陳文頡;鄧方;鄭萬煦;池澄;王強;朱琳
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 高燕燕

技術領域

本發明涉及一種高精度的角度傳感器的檢測裝置和方法，它屬于光機電一體化領域。

背景技術

角度傳感器是高精度傳感器，需要高精度的測量裝置對其精度進行檢驗。已有技術中只能對角度傳感器進行大范圍的角度檢測，即每次轉動一定的角度，如120度，用更高精度的編碼器來對其精度進行檢驗。這樣的系統只能進行局部角度的測量，不能在短時間內自動檢測每個角度或是每個當量的精度，而且用于檢測的更高精度的角度傳感器的成本昂貴。

發明內容

本發明的目的是避免使用更高精度的角度傳感器來檢測高精度角度傳感器的精度。同時由步進電機、單片機、計算機配合完成整個檢測過程的自動化和數字化。輸出經過數據處理的檢測數據。本裝置可以完成最高達18位的角度傳感器的每一個旋轉當量的測量。

在該檢測裝置中，通過機械設計技術和結構設計技術，采用一定減速比蝸輪蝸桿對被測角度傳感器進行減速；采用多種不同直徑的聯軸器，適應不同規格的多功能角度傳感器安裝板、可調安裝位置的底座來適應不同規格的角度傳感器。

采用單片機技術控制步進電機轉動指定的角度，讀取被測角度傳感器和增量碼盤不同接口(串口、并口等)和不同碼制(BCD碼和格雷碼)的數據。

通過接口技術使用備選的各種單片機接收由上位機發送的測試命令，與此同時單片機將電機狀態和被測角度傳感器的讀數數據發送到作為上位機的普通PC機上。

通過軟件技術由PC機通過與之配套的專用軟件自動進行數據處理；同時測試人員也可以通過PC機的配套的專用軟件設置不同的檢測對象、檢測內容和檢測環境。

有益效果

本發明可在不采用更高精度的角度傳感器的情況下，檢測高精度角度傳感器的精度。降低了相關的檢測成本。它可以解決18位及以下角度傳感器的精度檢測問題，同時在機械結構上考慮了多種不同規格、不同碼制、不同精度、不同接口的角度傳感器完全精度檢測的要求。這套裝置不但可以自動的對角度傳感器指定的輸出角度進行測試，還可以對角度傳感器的每一個計量當量進行測試，并自動給出測試數據報告，極大的滿足了角度傳感器生產者和使用者對角度傳感器精度檢測數字化、自動化的要求，使用本發明的用戶可以大大提高工作效率和檢測精度。

附圖說明：

圖1是檢測裝置原理框圖

圖2是單片機硬件接口連接圖

圖3是系統軟件框圖

圖4是角度測量誤差折線圖(角度傳感器每次轉1度)

圖5是角度測量當量誤差分布直方圖(角度傳感器每次轉1度)

圖6是當量測量誤差分布直方圖(角度傳感器每次轉1個當量)

圖7是本發明的機械結構圖

圖8是圖7的A-A視圖

圖中：1—本體，2—蝸桿安裝座，3—蝸輪，4—軸，5—蝸桿，6一聯軸蓋板，7—軸承蓋，8—底版，9—角度傳感器安裝板，10-被測角度傳感器，11-聯軸器，12-增量式碼盤，13-步進電機。

下面通過附圖對本發明做進一步說明：

檢測裝置的原理框圖如圖1所示。

1、檢測原理和檢測裝置組成

1.1檢測原理

對角度傳感器進行精度測試，需要角度傳感器勻速低速轉動，檢測裝置采用高精度、可細分的小步進角的步進電機輸出可控制轉動角，由高精度的蝸輪蝸桿減速器進行大速比的減速，這樣可以控制電機每走一步使與電機相連的角度傳感器轉動指定的角度。電機是否丟步由普通增量式碼盤監控，由于減速比的存在，即使電機的精度只有1mil，但通過減速裝置，1mil的誤差被縮小了100多倍，是可以滿足測量精度要求的。而設備的加工誤差也可控制在一個很低的范圍內，所以整個系統的測試精度是可以保證的。本系統每次可使控制角度傳感器轉動2.5″，而16位絕對式編碼器的分辨率只有20″。

1.2檢測裝置組成、功能及連接方式

檢測裝置主要由機械結構部分，電機及控制部分，數據采集、傳遞和處理部分，多路電源管理四大部分組成。