[發(fā)明專利]磁性位置傳感裝置及其定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810047448.3
• 申請日: 2008-04-24
• 公開（公告）號: CN101566484A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹大平;江漩;蔣順平;張俊杰;劉斯;蔣昌忠
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 武漢天力專利事務(wù)所
• 代理人: 馮衛(wèi)平;程 祥

1.一種磁性位置傳感裝置，用于感測兩個物體相對位置，它包括一個內(nèi)部設(shè)有永磁體陣列(3)的動尺(1)，一個能傳感動尺(1)磁場的靜尺(5)，靜尺(5)內(nèi)部分別設(shè)置有磁敏元件陣列(7)，主控電路(12)以及至少一個段掃描電路(11)、至少一個段接口電路(15)以及至少一個段緩沖電路(13)，其特征在于：主控電路(12)連接段緩沖電路(13)，段緩沖電路(13)連接段掃描電路(11)，段掃描電路(11)連接段接口電路(15)，段接口電路(15)連接主控電路(12)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感裝置，其特征在于：永磁體陣列(3)和磁敏元件陣列(7)的幾何參數(shù)滿足關(guān)系式：

D_i＝m_i*d+δ

M≥dδ-1]]>

或者，滿足關(guān)系式：

D_i＝m_i*d-δ

M≥dδ-1]]>

式中，M為永磁體陣列(3)單元數(shù)，D_i為永磁體陣列(3)中第i個陣列單元的寬度，i＝1、2、……M，d為靜尺(5)內(nèi)磁敏元件之間的間距，δ為傳感裝置的分辨率，m_i為陣列單元寬度系數(shù)，M、m_i、為大于零的整數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感裝置，其特征在于：永磁體陣列(3)中的陣列單元可以由極性交錯排列的兩塊永磁體和填充材料組成，也可以由一塊永磁體和填充材料組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感裝置，其特征在于：永磁體陣列(3)中的永磁塊截面為矩形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感裝置，其特征在于：磁敏元件輸出的可以是開關(guān)信號，也可以是模擬信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置傳感裝置，其特征在于：所述的段掃描電路(11)包括一個單片機(jī)，單片機(jī)I/O口線連接PNP三極管(24)基極，PNP三極管(24)集電極連接磁敏元件的電源端，磁敏元件的信號端連接FET開關(guān)電路(21)，F(xiàn)ET開關(guān)電路(21)連接單片機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的段掃描電路(11)，其特征在于：單片機(jī)通過雙向移位寄存器(23)連接PNP三極管(24)的基極。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的段掃描電路(11)，其特征在于：單片機(jī)的信號為PIC16F884。

9.一種用于上述磁性位置傳感裝置的定位方法，其特征在于：

a、啟動段掃描電路(11)對磁敏元件陣列(7)進(jìn)行掃描。

b、探測到永磁體陣列(3)信號后，段掃描單片機(jī)(20)發(fā)送數(shù)據(jù)到主控電路(12)單片機(jī)，主控電路(12)單片機(jī)將其拼接成接收信號序列。

c、主控單片機(jī)(17)根據(jù)接收信號序列的第一字節(jié)確定永磁體陣列(3)對應(yīng)的起始磁敏元件位置，并以該位置作為待求位置的整數(shù)部分。

d、主控單片機(jī)(17)將接收信號序列依次與各參考信號序列作異或邏輯運(yùn)算，記錄該運(yùn)算結(jié)果中邏輯值為“1”的位的個數(shù)叫做匹配數(shù)。

e、匹配數(shù)最小的參考信號序列對應(yīng)的位置形成位置數(shù)據(jù)的小數(shù)部分。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁性位置傳感裝置的定位方法，其特征在于：參考信號序列的個數(shù)等于或者大于每個參考信號序列被賦予相應(yīng)的位置信息，其中，d為靜尺(5)內(nèi)磁敏元件之間的間距，δ為傳感裝置的分辨率。