[發明專利]基于角度傳感器的動態角度采集裝置

在審

• 申請號: 201310474133.8
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN104567918A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 唐聲權;劉均松;張新磊;江雯;高揚;麥吉
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王朋

1.一種基于角度傳感器的動態角度采集裝置，包括數字信號處理器、高速軸角模數轉換器、同步脈沖發生器、全局時鐘信號發生器和數據處理中心；其中，全局時鐘信號發生器產生全局時鐘信號，并將其同步發送給數字信號處理器和高速軸角模數轉換器；

同步脈沖發生器在動態測角的時刻產生同步脈沖，并將其發送給數字信號處理器、高速軸角模數轉換器和被測試品；

數字信號處理器接受來自全局時鐘信號發生器的全局時鐘信號、來自同步脈沖發生器的同步脈沖信號和來自高速軸角模數轉換器處理后的角度傳感器數字信號θ和采樣延時補償信號，并在全局時鐘信號的控制下，向高速軸角模數轉換器發送讀取命令，并讀取來自高速軸角模數轉換器在同步脈沖信號到達時刻的角度傳感器數字信號θ，根據來自角度傳感器數字信號的采樣延時補償信號與同步脈沖信號的時間差t_delay，對角度傳感器數字信號θ進行時間補償，得到補償后的角度傳感器數字信號θ₁；然后將補償后的角度傳感器數字信號θ₁發送給數據處理中心；

高速軸角模數轉換器接收來自角度傳感器的信號、自全局時鐘信號發生器的全局時鐘信號、來自同步脈沖發生器的同步脈沖信號、來自數字信號處理器發送的讀取命令，在全局時鐘信號的控制下，對接收到的角度傳感器信號進行模數轉換，得到角度傳感器數字信號θ，然后將其發送給數字信號處理器；

數據處理中心分別與數字信號處理器和被測試品連接，數據處理中心接收來自數字信號處理器發送的補償后的角度傳感器數字信號θ₁、來自被測試品的自身測量得到的角位置信號，將上述兩類信息按照接收的時間順序進行排序并存儲，以備用戶后續對被測試品自身的測量精度進行分析。

2.根據權利要求1所述的一種基于角度傳感器的動態角度采集裝置，其特征在于：所述的全局時鐘信號發生器采用無源晶振實現，時鐘頻率在10～30MHz范圍內。

3.根據權利要求1所述的一種基于角度傳感器的動態角度采集裝置，其特征在于：所述的同步脈沖發生器采用GPS時鐘實現。

4.根據權利要求1所述的一種基于角度傳感器的動態角度采集裝置，其特征在于：所述的數字信號處理器包括時鐘模塊、高速通訊模塊、通訊模塊、GPIO模塊和邏輯運算模塊；

其中，時鐘模塊接收來自全局時鐘信號發生器的全局時鐘信號，并將其發送給高速通訊模塊、通訊模塊、GPIO模塊和邏輯運算模塊；

GPIO模塊接收來自高速軸角模數轉換器的采樣延時補償信號、來自同步脈沖發生器的同步脈沖信號和同步脈沖發生器故障時來自邏輯運算模塊的同步脈沖信號替代信號發生指令，并將采樣延時補償信號和同步脈沖信號發送給邏輯運算模塊，在接收到同步脈沖信號替代信號發生指令時產生同步脈沖信號替代信號并發送給被測試品和高速軸角模數轉換器；

高速通訊模塊接收來自邏輯運算模塊的角度傳感器數字信號讀取命令，并將角度傳感器數字信號讀取命令轉發給高速軸角模數轉換器，高速通訊模塊還接收來自高速軸角模數轉換器的角度傳感器數字信號，并將角度傳感器數字信號轉發給邏輯運算模塊；

邏輯運算模塊接收來自全局時鐘信號發生器的全局時鐘信號、來自GPIO模塊的采樣延時補償信號和同步脈沖信號、來自高速通訊模塊的角度傳感器數字信號，邏輯運算模塊在全局時鐘信號的控制下，計算采樣延時補償信號和同步脈沖信號之間的時間差t_delay，以及角度傳感器數字信號的時間導數，然后對角度傳感器數字信號θ進行時間補償，得到補償后的角度傳感器數字信號θ₁，然后將θ₁發送給通訊模塊；

通訊模塊接收來自全局時鐘信號發生器的全局時鐘信號和來自邏輯運算模塊的補償后的角度傳感器數字信號θ₁，在全局時鐘信號的控制下向數據處理中心發送補償后的角度傳感器數字信號θ₁。