[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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種位置傳感裝置及其方法，尤其是涉及一種磁性位置傳感裝置及其定位方法。

背景技術(shù)

在一個物體上安裝具有永磁體陣列的動尺，在另一個物體上安裝具有磁敏元件陣列及電路的靜尺，靜尺接收動尺的磁場從而測量兩物體相對位移的技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，并已制成專用的集成電路如HLA32，該電路具有32路霍爾元件陣列并采用單片機對霍爾元件的輸出信號進行掃描，在長距離情況下一般進行分段依次上電掃描，判斷永磁體的位置。為了提高測試精度，根據(jù)磁尺的啟發(fā)，發(fā)明專利“位置編碼式磁性位移傳感器”(CN1309282A)引入了編碼，該專利采用的永磁體陣列各單元寬度不相等，其間距在±1/7～±1/9之間變化，磁敏元件陣列中各元件之間的間距也不相等，其間距在±1/11～±1/13之間變化，磁敏感元件之間取出差分信號序列，當(dāng)永磁體陣列位于磁敏元件陣列不同位置時，取出的差分信號序列不同，其數(shù)目由永磁體陣列單元與磁敏元件陣列單元的排列組合決定，因此，該方法只能在有限長度內(nèi)進行位置測量，在進行多段擴展時，相鄰兩段接頭位置的精度較低，由此降低了系統(tǒng)感測精度。實用新型專利“磁敏同步數(shù)字位移傳感器”(CN2544246Y)采用磁敏元件陣列和并串轉(zhuǎn)換電路及單片機，單片機對磁敏元件陣列的動作情況進行掃描并判斷永磁體的位置。實用新型專利“數(shù)字化接近傳感器”(CN2615636Y)中，也采用永磁體陣列和磁敏元件陣列，為了進行長距離測量，該專利也采用了分段依次上電掃描，判斷永磁體的位置。但該專利中MCS51單片機通過4-16譯碼器直接驅(qū)動16個霍爾元件上電，在驅(qū)動能力上是不可能實現(xiàn)的；采用4-16譯碼器也限制了所能驅(qū)動的磁敏感元件的組數(shù)；另外，該實用新型專利不能接收霍爾元件的模擬信號，也沒有能夠提高感測精度的信號處理方法，其串口輸出方式也使長距離測試時間過長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的只能在有限長度內(nèi)進行位置測量，在進行多段擴展時，相鄰兩段接頭位置的精度較低，由此降低了系統(tǒng)感測精度等的技術(shù)問題；提供了一種采用位序列匹配方法定位，提高了感測精度，同時，也可在保持精度不變的條件下減少磁敏感元件的數(shù)量，從而節(jié)省成本的磁性位置傳感裝置及其定位方法。

本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的驅(qū)動能力上是不可能實現(xiàn)直接驅(qū)動霍爾元件，采用譯碼器也限制了所能驅(qū)動的磁敏感元件的組數(shù)；并且不能接收霍爾元件的模擬信號，也沒有能夠提高感測精度的信號處理方法，其串口輸出方式也使長距離測試時間過長等的技術(shù)問題；提供了一種既能接收磁敏感元件的數(shù)字信號也能接收其模擬信號，提高了響應(yīng)速度，減小了長距離傳輸所引起的信號衰減和干擾，增加了編碼的信息量從而提高了確定起始位置感測精度，減少了所需永磁體數(shù)量，同時，能保證整個靜尺感測精度的一致性并擴展了感測范圍的磁性位置傳感裝置及其定位方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

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)有永磁體陣列的動尺，一個能傳感動尺磁場的靜尺，靜尺內(nèi)部分別設(shè)置有磁敏元件陣列，主控電路以及至少一個段掃描電路、至少一個段接口電路以及至少一個段緩沖電路，其特征在于：主控電路連接段緩沖電路，段緩沖電路連接段掃描電路，段掃描電路連接段接口電路，段接口電路連接主控電路。

在上述的磁性位置傳感裝置，永磁體陣列和磁敏元件陣列的幾何參數(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]]>