[發(fā)明專(zhuān)利]磁性位置感知裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811596977.9
• 申請(qǐng)日: 2018-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111351420B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王裕銘;杜陳忠;陳柏安;張禎元;胡竹生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種磁性位置感知裝置，其特征在于，包括：

一激磁元件，其用以產(chǎn)生一交變磁場(chǎng)；

一感應(yīng)尺，其形成有圖案，且該圖案與該激磁元件的相對(duì)位置變化產(chǎn)生感應(yīng)電壓；以及

一位置解析元件，其提取該感應(yīng)電壓，以依據(jù)該感應(yīng)電壓解析出該激磁元件位于該感應(yīng)尺上的位置；

其中，該激磁元件還包括第一磁極部、第二磁極部及位于該第一磁極部與第二磁極部之間的開(kāi)口，使該激磁元件通過(guò)該第一磁極部與第二磁極部將該感應(yīng)尺上的該圖案置于該開(kāi)口中移動(dòng)；

其中，該激磁元件位于該感應(yīng)尺上的位置是從下列演算法的其中一者所獲得：在該感應(yīng)尺上的圖案為方波圖形且位于該感應(yīng)尺的正面或反面上的情況下，通過(guò)演算法(1)X=S×T_L+X₀= S×T_L+(V_t-V₀)/m獲得；或在該感應(yīng)尺的正面及反面各具有位于同一水平線上的圖案，各該圖案為方波圖形且彼此相差1/2線距或1/4周期的情況下，通過(guò)演算法(2)X=S×1/2(T_L)+X₀= S×1/2(T_L)+(V_t-V₀)/m獲得；

其中，X為該激磁元件在該感應(yīng)尺上的位置，S為分析區(qū)段的周期數(shù)，T_L為分析區(qū)段的周期的距離，X₀為第S周期處理電壓至X的距離，V_t為處理電壓值，V₀為第S周期線性起始電壓值，m為(X ,V_t)的斜率值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置感知裝置，其特征在于，該感應(yīng)尺的圖案由金屬線構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性位置感知裝置，其特征在于，該磁性位置感知裝置還包括：

一交流電源供應(yīng)單元，其施加交流電源至該激磁元件而產(chǎn)生該交變磁場(chǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性位置感知裝置，其特征在于，該位置解析元件還包括：

感應(yīng)電壓信號(hào)處理單元，其讀取該感應(yīng)電壓，并對(duì)該感應(yīng)電壓依序進(jìn)行濾波及檢波的信號(hào)處理，以得到處理電壓，其中，該濾波將該感應(yīng)電壓中所包含的該交流電源的載波頻率過(guò)濾掉；以及

感應(yīng)電壓解析位置單元，其依據(jù)該處理電壓的周期對(duì)應(yīng)于X座標(biāo)上的距離等于感應(yīng)尺上的圖案的周期對(duì)應(yīng)于X座標(biāo)上的距離的關(guān)系，以解析出該激磁元件位于該感應(yīng)尺上的位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁性位置感知裝置，其特征在于，針對(duì)演算法（1），該感應(yīng)尺上的圖案為方波圖形且位于該感應(yīng)尺的正面或反面上，以令該感應(yīng)電壓信號(hào)處理單元對(duì)該圖案與該激磁元件的該相對(duì)位置變化產(chǎn)生的該感應(yīng)電壓進(jìn)行信號(hào)處理取得呈類(lèi)三角波的該處理電壓，且該感應(yīng)電壓解析位置單元提取該呈類(lèi)三角波的處理電壓的所有區(qū)段，以得到分析區(qū)段，并依據(jù)該處理電壓的周期對(duì)應(yīng)于X座標(biāo)上的距離等于該感應(yīng)尺上的圖案的周期對(duì)應(yīng)于X座標(biāo)上的距離的關(guān)系，從該分析區(qū)段中解析出該激磁元件位于該感應(yīng)尺上的位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁性位置感知裝置，其特征在于，針對(duì)演算法（2），該感應(yīng)尺的正面及反面各具有位于同一水平線上的圖案，各該圖案為方波圖形且彼此相差1/2線距或1/4周期，以令該感應(yīng)電壓信號(hào)處理單元對(duì)各該圖案與該激磁元件的該相對(duì)位置變化產(chǎn)生的該感應(yīng)電壓進(jìn)行信號(hào)處理，使取得位于同一水平線且彼此相差1/4周期的兩個(gè)呈類(lèi)三角波的該處理電壓，且該感應(yīng)電壓解析位置單元提取該兩個(gè)呈類(lèi)三角波的處理電壓的非轉(zhuǎn)折曲線區(qū)段，以得到正反交錯(cuò)三角波的分析區(qū)段，并依據(jù)該處理電壓的周期對(duì)應(yīng)于X座標(biāo)上的距離等于該感應(yīng)尺上的圖案的周期對(duì)應(yīng)于X座標(biāo)上的距離的關(guān)系，從該分析區(qū)段中解析出該激磁元件位于該感應(yīng)尺上的位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁性位置感知裝置，其特征在于，該感應(yīng)電壓信號(hào)處理單元對(duì)具有振幅變化的該感應(yīng)電壓進(jìn)行濾波及檢波的信號(hào)處理后，得到?jīng)]有該載波頻率的該處理電壓，該處理電壓的電壓變化對(duì)應(yīng)該激磁元件在該感應(yīng)尺上的移動(dòng)距離變化。