[發明專利]一種基于單對極角度值擬合的角度值跳點抑制方法及裝置

在審

• 申請號: 201910191609.4
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110095142A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 王磊;任齊民;張洪鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于單對極角度值擬合的角度值跳點抑制方法及裝置。該方法及裝置包括：單對極霍爾傳感器測量，通過A/D轉換器對霍爾信號進行模數轉換，通過單對極角度值計算模塊獲得單對極角度值θ₁；多對極霍爾傳感器測量，通過A/D轉換器對霍爾信號進行模數轉換，通過多對極角度值計算模塊獲得多對極角度值θ₂；多對極角度值細分處理模塊對多對極角度值進行細分整合得到多對極角度值θ₃；等比例縮小模塊將多對極角度值縮小輸出θ₄與單對極角度值擬合模塊輸出的θ₅輸入到角度值跳點處理模塊，判斷角度值跳點的位置并進行角度值跳點處理；本發明提供的方案通過對磁電編碼器的測量值校正，使磁電編碼器不受溫度、震動等外界因素的影響，從而提高測量精度。

技術領域

本發明總體上涉及磁電編碼器，具體地說，涉及一種用于校正多 對極磁電編碼器角度值跳點的方法。

背景技術

磁電編碼器是一種測量裝置，其原理是采用磁阻或者霍爾元件等 傳感器對磁性材料的角度或者位移進行測量，磁性材料的角度或者位 移的變化會引起電阻或者電壓的變化，通過放大電路對變化量進行放 大，通過單片機處理后輸出脈沖信號或者模擬量信號，從而達到測量 的目的。磁電編碼器具有抗振動、抗腐蝕、抗污染、抗干擾和寬溫度 的特性，因此，可廣泛應用于工業控制、機械制造、船舶、紡織、印 刷、航空、航天、雷達、通訊、軍工等領域。

常用的測量角度的傳統磁電編碼器一般包括定子、轉子、永久磁 鐵、霍爾傳感器和信號處理板。永久磁鐵粘接在轉子上，霍爾傳感器 固定在信號處理板上。于是，轉子旋轉時，永久磁鐵同步旋轉，在永 久磁體與定子的氣隙中產生變化的磁場，霍爾傳感器將磁場信號轉化 為電壓信號，通過信號處理板進行解算，從而實現角度測量。

然而，諸如霍爾元件之類的傳感器，在不同的溫度下，其特性會 產生些許變化，這引起磁電編碼器測量的結果產生偏移。也就是說， 在機械位置相同但溫度不同的情況下，磁電編碼器中傳感器特性的變 化會造成測量結果不同。例如，在溫度變化的條件下，霍爾元件采集 輸出的信號值發生了改變，導致單對極角度值與多對極角度值產生解 算偏差。由于溫度變化造成的單對極角度值與多對極角度值的偏差值 具有隨機性以及不一致性，致使單對極角度值與多對極角度值的映射 關系發生改變，最終導致多對極角度值細分過程出現錯誤，產生角度 值跳點。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種方案，旨在校正磁電編碼器的跳 點誤差，使之在工作過程中，即使溫度發生變化，測量結果仍然平滑， 沒有角度值跳點產生，因此可以提高磁電編碼器的測量精度。

本發明是這樣構思的：

一種基于單對極角度值擬合的角度值跳點抑制方法，其特征在于： 該方法包括以下步驟：

(1)解算單對極角度值θ₁與多對極角度值θ₂；

(2)依據單對極角度值θ₁與多對極角度值θ₂對多對極角度值進行 角度值細分，得到細分后的多對極角度值θ₃；

(3)將得到的細分后的多對極角度值θ₃進行等比例縮放，進而 得到角度幅值范圍在0～65535LSB內的多對極角度值θ₄；

(4)將單對極角度值θ₁向細分處理后經過縮放的多對極角度值θ₄進行擬合，得到擬合后的單對極角度值θ₅；

(5)判斷擬合后的單對極角度值θ₅與細分處理后經過縮放的多 對極角度值θ₄的差值范圍，確定出現多對極跳點的具體位置并進行多 對極角度值跳點補償。