[發(fā)明專利]基于游標碼道的絕對式磁編碼器的角度校準方法

在審

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111964707A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 倪風雷;林鵬飛;劉宏;蔣再男;金明河
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01D5/14
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

基于游標碼道的絕對式磁編碼器的角度校準方法，它屬于絕對式位置傳感器技術領域。本發(fā)明解決了絕對式磁編碼器由于碼道加工、碼盤和敏感芯片的機械安裝誤差導致無法獲得準確的絕對位置信息的問題。本發(fā)明只需在絕對式磁編碼器正常安裝使用時，在同一個方向旋轉一圈以上就可以獲得用于標定的原始數(shù)據(jù)，再通過對敏感芯片輸出的主碼道和游標碼道的信息校準過程就可以獲得準確的絕對位置信息。本發(fā)明方法不需要專門的標定平臺，可以簡化絕對式磁編碼器的標定過程和標定成本，具有標定方法易于實現(xiàn)的優(yōu)點。本發(fā)明可以應用于絕對式磁編碼器的角度校準。

技術領域

本發(fā)明屬于絕對式位置傳感器技術領域，具體涉及一種基于游標碼道的絕對式磁編碼器的角度校準方法。

背景技術

位置傳感器是實現(xiàn)機器人關節(jié)伺服驅動系統(tǒng)的基本組成部件。常用的反饋關節(jié)和電機位置傳感器主要可以分為兩個類型：絕對式和增量式。絕對式輸出一圈或者多圈內絕對位置信息，重新上電不丟失位置信息；增量式輸出位置變化脈沖，重新上電丟失當前位置信息。按照工作原理可以分為光電編碼器和磁編碼器，光電編碼器具有高分辨率、速度波動小和定位精度高等特點；磁編碼器具有抗沖擊、可靠性高等優(yōu)點。目前磁編碼器按照信號的激勵方式，又可分為勵磁線圈形式，如感應同步器和旋轉變壓器等；以及采用永磁體勵磁形式的磁編碼器。磁編碼器由磁傳感器和磁碼盤兩個部分組成，磁碼盤在制造時使得其表面的磁場按照一定規(guī)律分布，如正弦規(guī)律等，磁傳感器通過檢測其所在位置磁感應強度即可獲得位置信息。然而絕對式磁編碼器由于存在碼道加工、碼盤和敏感芯片機械安裝誤差等，造成在絕對式磁編碼器解算時無法獲得準確的絕對位置信息。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為解決絕對式磁編碼器由于碼道加工、碼盤和敏感芯片的機械安裝誤差導致無法獲得準確的絕對位置信息的問題，而提出了一種基于游標碼道的絕對式磁編碼器的角度校準方法。

本發(fā)明為解決上述技術問題采取的技術方案是：基于游標碼道的絕對式磁編碼器的角度校準方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：獲得敏感芯片的主碼道和游標碼道的原始數(shù)據(jù)；

步驟二：對步驟一獲得的原始數(shù)據(jù)進行截取，獲得一個完整圓周內的數(shù)據(jù)；

步驟三：根據(jù)所獲得的完整圓周內的數(shù)據(jù)，計算出各個用于解算絕對位置的中間變量的偏差值；

步驟四：利用步驟三計算出的偏差值，分別獲得校準各個中間變量的校準值；

步驟五：利用步驟四獲得的校準值分別對各中間變量進行校準，獲得校準后的中間變量；根據(jù)校準后的中間變量獲得絕對位置數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明只需在絕對式磁編碼器正常安裝使用時，在同一個方向旋轉一圈以上就可以獲得用于標定的原始數(shù)據(jù)，再通過對敏感芯片輸出的主碼道和游標碼道的信息校準過程就可以獲得準確的絕對位置信息。本發(fā)明方法不需要專門的標定平臺，可以簡化絕對式磁編碼器的標定過程和標定成本，具有標定方法易于實現(xiàn)的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是磁極對數(shù)為6時的游標解算示意圖；

圖中tol為解算絕對位置時用到的中間變量；W為主尺寬度；D為相鄰磁極之間tol的差值；

圖2是通過原始數(shù)據(jù)計算tol值的示意圖；

圖3是對tol值進行處理，得到用于計算當前所在極對序數(shù)的值的示意圖；

圖4是基于游標碼道的絕對式磁編碼器的結構框圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖4說明本實施方式。本實施方式所述的基于游標碼道的絕對式磁編碼器的角度校準方法，該方法具體通過以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：獲得敏感芯片的主碼道和游標碼道的原始數(shù)據(jù)；