[發明專利]電容式角度傳感器標定裝置

無效

• 申請號: 200810032383.5
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101216333A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 鐘德華;宋啟敏;夏翠艷;毛文龍;巴怡然
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種電容式角度傳感器標定裝置，更具體地說，是涉及一種汽車電動助力轉向系統EPS中方向盤專用電容式角度傳感器標定裝置。

背景技術

在汽車電動助力轉向系統EPS中，角度傳感器可以有效地獲取方向盤旋轉角度，有利于EPS控制模型的實現和控制性能的優化。EPS是一套集機械結構、助力電機、傳感器、控制器為一體的總成部件。車用傳感器具有量大、安全性要求高等特點，因此，車用角度傳感器參數的有效標定一直是一項重要的研究內容。本標定裝置主要用于標定一種特定的車用方向盤角度傳感器的參數。若標定采用的評價指標不當，可能使標定結果不能反映實際測量值，甚至失去標定意義，為此提出了一套全新的標定裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構工藝簡單、制造方便、低成本、使用方便、可靠性高、標定原理清晰的電容式角度傳感器標定裝置。

為達到上述目的，本發明的構思是：

本發明的原理基礎是通過增量式光電編碼器測到的轉角大小作為標準的轉角值來標定本電容式角度傳感器的角度參數。本發明把增量式光電編碼器和電容式角度傳感器安裝在同一個旋轉軸上，當旋轉軸轉動時，電容式角度傳感器和增量式光電編碼器同時跟蹤旋轉軸轉角變化，實時地輸出相應的電壓和脈沖信號。最終，通過計算機處理以增量式光電編碼測得的轉角大小作為標準的轉角值來分析、標定電容式角度傳感的參數。本發明的優點是：結構工藝簡單、制造方便、低成本、使用方便、可靠性高、標定原理清晰。

本發明的電容式角度傳感器標定裝置，它由標定臺、電容式角度傳感器和計算機組成。標定臺是電容式角度傳感器標定裝置的機械裝置，用于安裝電容式角度傳感器和增量式光電編碼器；增量式光電編碼器是周脈沖個數為2500個的空心軸增量式光電編碼器；電容式角度傳感器是特定的獲取方向盤旋轉角度的角度傳感器；CPLD數據采集電路以CPLD芯片為核心，分別采集增量式光電編碼器和電容式角度傳感器輸出的兩路角度信號；計算機通過實時獲取CPLD數據采集電路采集到的兩路角度信號，再用標定軟件以增量式光電編碼器測得的角度值為標準角度值，分析和標定電容式角度傳感器的參數。

根據上述的發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種電容式角度傳感器標定裝置，包括標定臺、電容式角度傳感器和計算機，其特征在于：所述的標定臺上同軸安裝所述的電容式角度傳感器和一個增量式光電編碼器，所述的電容式角度傳感器和增量式光電編碼器的輸出口經一個CPLD數據采集電路通過信號線分別連接所述的計算機的輸入口，其輸入的信號由計算機分析處理獲得電容式角度傳感器的標定參數

上述的標定臺，由底座、支架、旋轉軸、保持架和軸套組成。底座上固定支架；支架頂部固定安裝軸套；旋轉軸安裝在軸套中使它能夠自由轉動，旋轉軸的一端有一個轉動把手；保持架底端固定在底座上，頂端固定安裝在旋轉軸上的電容式角度傳感器和增量式光電編碼器的殼體。

上述的CPLD數據采集電路，主要包括復雜可編程邏輯器件(CPLD)、光電耦合器、A/D轉換器、頻率測量、計算機并口。CPLD內部邏輯中設計有四倍頻電路，計數電路和計算機接口電路；光電耦合器可以有效地消除噪聲，提高光電編碼器信號的傳輸質量；A/D轉換器可以將電容式角度傳感器輸出的電壓信號轉換成計算機能夠識別的數字信號；計算機并口可以實現CPLD數據采集電路和計算機之間的雙向通訊。增量式光電編碼器的脈沖信號經光電耦合器輸入到CPLD內部，經過計算機接口電路控制計算機并口輸入到計算機中；電容式角度傳感器輸出的電壓經A/D轉換器轉換成數字信號后，經計算機接口電路控制計算機并口輸入到計算機中；頻率測量是CPLD數據采集電路的擴展設計。

本發明的增量式光電編碼器是周脈沖個數為2500個的空心軸增量式光電編碼器。

本發明的電容式角度傳感器是汽車方向盤專業角度傳感器，通過一種變結構電容極板，主要由動片和定片組成，通過旋轉軸帶動動片旋轉形成多相電場后，經過電場合成耦合實時地輸出相應的電壓信號。

本發明的計算機主要用于實時地獲取CPLD數據采集電路采集到的電容式角度傳感器和增量式光電編碼器兩路信號。

本發明與現有的技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

1.由于本發明的標定臺，結構簡單，使用方便，提高了效率。并且，標定臺的轉動把手設計為手動控制旋轉軸轉動和電機控制旋轉軸轉動都提供了可能。