[發(fā)明專利]一種可消除相鄰轉(zhuǎn)輪磁干涉的直讀表

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510029996.3
• 申請(qǐng)日: 2015-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104568041B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹姆斯·G·迪克;周志敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇多維科技有限公司
• 主分類號(hào): G01F15/00
• 分類號(hào): G01F15/00;G01D3/028
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi),項(xiàng)麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁性傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種可消除相鄰轉(zhuǎn)輪磁干涉的直讀表。

背景技術(shù)

直讀式電子流量表包括多個(gè)共軸的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪之間具有設(shè)定的傳動(dòng)比關(guān)系，通過(guò)對(duì)各轉(zhuǎn)輪的角度位置的檢測(cè)，并通過(guò)相互之間的傳動(dòng)比關(guān)系，即可以計(jì)算出電子流量表的總?cè)?shù)。采用磁角度傳感器以及永磁轉(zhuǎn)輪的組合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)共軸的轉(zhuǎn)輪位置的測(cè)量，但是在單個(gè)永磁轉(zhuǎn)輪和磁角度傳感器構(gòu)成的系統(tǒng)中，磁性角度傳感器可以精確的測(cè)量出永磁轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)位置和角度。但是在多永磁轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的直讀式水表中，則存在以下問(wèn)題：

由于永磁轉(zhuǎn)輪之間距離間隔不能太遠(yuǎn)，磁性傳感器除了檢測(cè)到來(lái)自所對(duì)應(yīng)的永磁轉(zhuǎn)輪的磁場(chǎng)之外，還受到來(lái)自于其它永磁轉(zhuǎn)輪的干擾磁場(chǎng)，在這種情況下，磁角度傳感器的兩路輸出電壓計(jì)算得到的磁場(chǎng)角度隨永磁轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)角度不再是線性。

解決方法通常為在永磁轉(zhuǎn)輪之間引入軟磁材料實(shí)現(xiàn)磁性屏蔽，這樣一方面將增加只讀式水表的制造成本，另一方面，還可能改變系統(tǒng)的磁路，增加磁場(chǎng)的分布的復(fù)雜性，引入非線性的成分。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決永磁轉(zhuǎn)輪之間相互干擾的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種可消除相鄰轉(zhuǎn)輪磁干涉的直讀表，不依賴于增加磁屏蔽，通過(guò)算法，將磁性傳感器所測(cè)量的原始磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變成矯正磁場(chǎng)，并根據(jù)其輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾磁場(chǎng)的排除，從而得到旋轉(zhuǎn)角度的精確的信息。

本發(fā)明所提出的一種可消除相鄰轉(zhuǎn)輪磁干涉的直讀表，所述直讀表包括N個(gè)永磁轉(zhuǎn)輪以及N個(gè)對(duì)應(yīng)的雙軸磁電阻角度傳感器，所述第i個(gè)雙軸磁電阻角度傳感器沿相互垂直的X軸和Y軸感受第i個(gè)永磁轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的需要磁場(chǎng)以及其它N-1個(gè)永磁轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)的線性疊加，產(chǎn)生干擾磁場(chǎng)的永磁轉(zhuǎn)輪為第j個(gè)永磁轉(zhuǎn)輪，且j≠i，其特征在于所述直讀表包括：

可以對(duì)所有N個(gè)所述雙軸磁電阻角度傳感器的原始輸出正/余弦信號(hào)進(jìn)行高速采樣并形成一個(gè)N*1的原始信號(hào)矩陣[V/V_p]_k(i)_raw的采樣元件，

可以儲(chǔ)存N*N的校正矩陣[C_ij]的存儲(chǔ)元件，

和進(jìn)行[V/V_p]_kcorr(i)＝[V/V_p]_k(i)_raw-sum{C(i，j)*[V/V_p]_k(j)_raw}數(shù)學(xué)運(yùn)算、以消除干擾磁場(chǎng)而獲得所述永磁轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)角度的運(yùn)算元件，

k＝x或y，原始信號(hào)矩陣[V/V_p]_k(i)_raw中的元素為V_xi/V_pxi或V_yi/V_pyi，V_xi和V_yi分別對(duì)應(yīng)所述第i個(gè)雙軸磁電阻傳感器的沿X軸和Y軸兩個(gè)軸向的輸出原始信號(hào)，V_pxi和V_pyi分別對(duì)應(yīng)所述第i個(gè)雙軸磁電阻傳感器的沿X軸和Y軸兩個(gè)軸向的輸出原始信號(hào)的峰值，[V/V_p]_k(i)_raw，[V/V_p]_kcorr(i)分別是所述雙軸磁電阻角度傳感器的N*1原始信號(hào)矩陣和校正信號(hào)矩陣。

所述原始信號(hào)V_xi、V_pxi和V_yi、V_pyi分別為所述各雙軸磁角度傳感器兩個(gè)輸出正/余弦信號(hào)曲線經(jīng)過(guò)偏移處理之后的數(shù)值。

所述校正矩陣[C_ij]為通過(guò)有限元計(jì)算獲得，或者通過(guò)直接測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算得到。

所述校正矩陣[C_ij]的各校正系數(shù)取決于各所述永磁轉(zhuǎn)輪的幾何參數(shù)，所述永磁轉(zhuǎn)輪與所述雙軸磁角度傳感器的相對(duì)位置以及磁化狀態(tài)如永磁轉(zhuǎn)輪的磁化方向，磁化強(qiáng)度，當(dāng)永磁轉(zhuǎn)輪的幾何參數(shù)相同、磁化狀態(tài)相同時(shí)，則所述校正矩陣[C_ij]的校正系數(shù)相同。

所述水表中在所述永磁轉(zhuǎn)輪之間不包含軟磁屏蔽材料。

所述永磁轉(zhuǎn)輪為圓柱形，具有兩種磁化方式，其一為平行于永磁轉(zhuǎn)輪的過(guò)直徑方向，其二為沿垂直于永磁轉(zhuǎn)輪的上下底面方向，且在兩個(gè)半圓柱內(nèi)具有反平行磁化方向。

所述雙軸磁阻角度傳感器為X-Y雙軸角度傳感器。

所述雙軸磁電阻角度傳感器為AMR、GMR或TMR磁電阻角度傳感器。