[發明專利]使用偏心電機用于傾斜感測的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580053951.8
• 申請日: 2015-10-05
• 公開（公告）號: CN106796111B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: S·J·費迪干
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

在所述示例中，為了感測或估計傾斜角，感測在偏心質量電機(110)中流動的電流(Im)，并且檢測器電路(180)評估電機電流的同步分量的振幅，并且至少部分根據電機電流(Im)的同步分量的振幅提供指示相對于重力軸線(G)的傾斜角(θy)的輸出信號或值(190)。

背景技術

各種類型的器械需要相對于參考平面被維持在具體位置。一些設備(諸如智能手機和平板計算機)基于設備外殼的傾斜角提供某些特征或功能，當設備本身由使用者旋轉或傾斜時，其顯示器執行橫向視圖和縱向視圖之間的自動旋轉。智能手機、游戲控制器和許多無線電控制的車輛具有傾斜傳感器，其用于測量主體相對于豎直平面或水平平面的取向。這些器械的正確操作往往取決于識別期望位置或相對于參考平面維持期望位置的能力。此外，傾斜角傳感器往往用于電子設備、工業生產和科學研究工作。這些傳感器可用于測量系統相對于參考平面的傾斜度。為了檢測期望對象的傾斜角，加速度傳感器(諸如加速度計)檢測對象的加速度。例如，加速度傳感器檢測傾斜角，并且在使用時提供識別相機、手機、平板計算機或其他電子設備是水平放置還是豎直放置的信號。另外，傾斜角傳感器已經用于檢測車輛或電子設備的傾斜，并且用于確定是否正在發生車輛或電子設備的移位、下降或傾斜。傾斜角傳感器包括加速度計、磁性設備、鐘擺系統和/或彈簧元件。然而，這些傳感器具有高成本、低精度和/或大尺寸并且可能不適合于某些最終用途。這些傳感器可能是昂貴的并且消耗主機系統的電路板上的有價值的空間。

發明內容

在所述示例中，為了感測或估計傾斜角，感測在偏心質量電機中流動的電流，并且檢測器電路評估電機電流的同步分量的振幅，并且至少部分根據電機電流的同步分量的振幅提供指示相對于重力軸線的傾斜角的輸出信號或值。

附圖說明

圖1為用于至少部分基于電機電流的同步分量來感測具有由轉子支撐的偏心質量的相關聯的電機相對于重力軸線的傾斜角的傾斜傳感器裝置的系統圖。

圖2為當相關聯的電機相對于重力軸線傾斜時，作為時間的函數的電機電流和傾斜傳感器輸出信號的同步分量的曲線圖。

圖3為傾斜傳感器裝置實施例的示意圖，其包括用于提供表示電機電流的同步分量的振幅的輸出的同步解調器，以及用于提供至少部分基于解調器輸出信號的傾斜角輸出信號的第二電路。

圖4為圖3的同步解調器和用于提供傾斜角輸出信號的處理器實施的第二電路的進一步細節的示意圖。

圖5為包括可復位積分器電路的另一傾斜傳感器裝置實施例的示意圖，該可復位積分器電路用于提供至少部分根據電機電流的同步分量的傾斜角輸出信號。

圖6為包括高通濾波器和整流器的另一傾斜傳感器裝置實施例的示意圖。

圖7為另一傾斜傳感器裝置實施例的示意圖，其包括用于提供傾斜角輸出信號的可復位峰值檢測器電路和提供指示電機電流角的輸出的相位檢測器電路。

圖8為圖7的檢測器電路中的各種信號波形的曲線圖。

圖9為包括用于檢測偏心質量的旋轉的霍爾傳感器的另一傾斜傳感器裝置實施例的系統圖。

圖10為示出圖9中的偏心質量與轉子的旋轉以及用于檢測偏心質量旋轉的霍爾傳感器的方位的俯視平面圖。

圖11為系統的簡化側正視圖，該系統具有多個偏心質量電機和傾斜傳感器裝置，其中偏心質量電機的轉子軸線相對于基座的平面以不同的角定位，傾斜傳感器裝置用于至少部分根據電機電流的同步分量感測基座相對于重力軸線的傾斜角。

圖12為具有多個偏心質量振動電機的另一系統實施例的簡化俯視平面圖，其中轉子軸線相對于彼此以與基座的平面平行的不同角定位。