[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于直線位移臺的絕對零位傳感器及定位方法

在審

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• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111830903A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃銀國;陳亞楠;王澤晶;鄭葉龍;趙美蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401;G01B7/00;G01B7/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 吳學(xué)穎

1.一種應(yīng)用于直線位移臺的絕對零位傳感器，其特征在于，由一個永磁體(3)、兩個線性磁場傳感器(4)和信號處理電路組成，所述永磁體(3)安裝在直線位移臺的移動板(1)，所述兩個線性磁場傳感器(4)沿位移臺運動方向以一定的距離安裝在直線位移臺固定板(2)；所述信號處理電路輸入端分別與兩個線性磁場傳感器(4)電連接，輸出端與直線位移臺的控制器電連接，在直線位移臺移動時，所述信號處理電路對兩個線性磁場傳感器(4)的輸出信號進行差分放大，差分放大后的輸出結(jié)果表征絕對位移，用于判斷直線位移臺是否回到絕對零點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于直線位移臺的絕對零位傳感器，其特征在于，所述兩個線性磁場傳感器(4)安裝位置的中點即為絕對零點位置，所述永磁體(3)和兩個線性磁場傳感器(4)安裝位置在豎直方向上保持一定距離且三者安裝位置在同一平面內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于直線位移臺的絕對零位傳感器，其特征在于，所述永磁體(3)隨直線位移臺移動板(1)移動到絕對零點位置正上方時，兩個線性磁場傳感器(4)處的磁感應(yīng)強度相等，信號處理電路輸出電壓為零，此時所述直線位移臺位于絕對零點位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于直線位移臺的絕對零位傳感器，其特征在于，所述線性磁場傳感器(4)采用線性霍爾傳感器，兩個線性霍爾傳感器輸出感應(yīng)電壓大小與永磁體距離絕對零點的位置有關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于直線位移臺的絕對零位傳感器，其特征在于，所述信號處理電路包括差分放大電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述差分放大電路輸入端分別與兩個線性磁場傳感器(4)連接，輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入端連接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出端與直線位移臺控制器連接。

6.一種應(yīng)用于直線位移臺的絕對零點定位方法，其特征在于，包括以下過程：

第一步：將永磁體(3)安裝在直線位移臺的移動板(1)，兩個線性磁場傳感器(4)安裝在直線位移臺固定板(2)；其中，永磁體(3)和兩個線性磁場傳感器(4)的安裝位置在同一平面內(nèi)，兩個線性磁場傳感器(4)安裝位置的中點即為絕對零點位置；

第二步：永磁體(3)跟隨移動板(1)在向絕對零點位置移動過程中，永磁體(3)附近的磁場強度發(fā)生變化，兩個線性磁場傳感器(4)將磁感應(yīng)強度的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實時電壓U1、U2輸出，當(dāng)移動板(1)移動到絕對零點位置正上方時，兩個線性磁場傳感器(4)感應(yīng)到的磁場強度相等，則輸出的感應(yīng)電壓相等U1＝U2；

第三步：差分放大電路對兩個線性磁場傳感器(4)的輸出電壓U1、U2求差值，對此差值結(jié)果放大后輸出，差分放大后的輸出電壓記為Vout；

第四步：差分放大結(jié)果Vout經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入到直線位移臺的控制器，控制器通過檢測輸入電壓Vout是否為0，判斷直線位移臺是否到達絕對零點；

第五步：差分放大結(jié)果Vout不為0時，控制器控制驅(qū)動電機繼續(xù)驅(qū)動移動板(1)向絕對零點位置移動，當(dāng)檢測到差分放大結(jié)果Vout為0時，此時移動板(1)回到絕對零點位置，驅(qū)動電機對移動板(1)停止驅(qū)動，絕對零點定位完成。