[發明專利]一種滿角度無限旋轉單電位器及高精度角度校測方法

在審

• 申請號: 202210143771.0
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114420396A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 樊昌元;周麒丞;蘇德斌;郭在華;譚杰;王財麗;王俊傑;陳盈宇;任鴻濤;張迪;胡輝棟
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H01C10/34
• 分類號: H01C10/34;H01C1/16;G01B7/30;G01P3/44;G01P15/08
• 代理公司: 成都正煜知識產權代理事務所(普通合伙) 51312
• 代理人: 袁宇霞

1.一種滿角度無限旋轉單電位器，外殼(1)、電極座(7)、頂蓋(2)，其特征在于，所述電極座(7)安裝于外殼(1)內通過頂蓋(2)固定，所述電極座(7)的頂面設置上碳膜圈(4-1)，在電極座(7)的底面設置下碳膜圈(4-2)，所述上碳膜圈(4-1)設有上碳膜圈開口(4-1-1)，下碳膜圈(4-2)設有下碳膜圈開口(4-2-1)，上碳膜圈開口(4-1-1)與下碳膜圈開口(4-2-1)在水平上的投影不重合，所述電極座(7)中心設置有轉軸(3)，轉軸(3)上設置有電極片(5)，電極片(5)包括與上碳膜圈(4-1)電接觸的上電極片(5-1)和與下碳膜圈(4-2)電接觸的下電極片(5-2)。

2.根據權利要求1所述的一種滿角度無限旋轉單電位器，其特征在于，上碳膜圈開口(4-1-1)處的一端為上碳膜圈電極引出端(B)，上碳膜圈電極引出端(B)通過電極(6)引出，另一端為上碳膜圈跳線端(A)；

下碳膜圈開口(4-2-1)處的一端為下碳膜圈電極引出端(C)，下碳膜圈電極引出端(C)通過電極(6)引出，另一端為下碳膜圈跳線端(D)；

上碳膜圈跳線端(A)與下碳膜圈跳線端(D)通過跳線電連接。

3.根據權利要求1所述的一種滿角度無限旋轉單電位器，其特征在于，下碳膜圈跳線端(D)與上碳膜圈跳線端(A)的錯位角度為θ，θ即電器角度相位差。

4.根據權利要求1所述的一種滿角度無限旋轉單電位器，其特征在于，

電位器旋轉角度α為：

其中，v_c為電極片(5)處電壓，I為恒流源電流，R₁、R₂分別是下碳膜圈和上碳膜圈的電阻，γ為上碳膜圈開口(4-1-1)和下碳膜圈開口(4-2-1)對應的機械角度，θ為下碳膜圈跳線端(D)與上碳膜圈跳線端(A)的錯位角度，即電器角度相位差。

5.根據權利要求1所述的一種滿角度無限旋轉單電位器，其特征在于，上碳膜圈(4-1)和下碳膜圈(4-2)半徑、材料、面積等完全一樣。

6.根據權利要求1所述的一種滿角度無限旋轉單電位器，其特征在于，外殼(1)包括為圓筒腔結構，包括下圓筒腔(1-1)和上圓筒腔(1-2)，所述下圓筒腔(1-1)空腔半徑小于上圓筒腔(1-2)的空腔半徑，下圓筒腔(1-1)與上圓筒腔(1-2)之間形成環狀臺階，電極座(7)設置于形成環狀臺階上。

7.根據權利要求6所述的一種滿角度無限旋轉單電位器，其特征在于，頂蓋(2)包括頂面(2-1)和圓筒腔(2-2)，圓筒腔(2-2)的外表面插入圓筒腔(1-2)內與上圓筒腔(1-2)過盈配合。

8.一種權利要求1所述的1-7任一所述的一種360度電位器的高精度角度校測方法，其特征在于，包括以下步驟：

第1步：CPU中央處理器啟動ADC每毫秒轉換一次數據，得到時長n毫秒，連續n次電位器中心抽頭的毫秒電壓瞬時數據，并存儲為v₀、v₁、……v_n-1，判斷這n個值的相鄰電壓值是否有超過m毫伏的，若有去掉該值，插值代替，即用該值前后值的均值代替該值，若最后一個值v_n，超過15毫伏，則用2v_n-2-v_n-3代替v_n-1，去掉最大兩個和最小兩個值，求剩下的值的算術平均值，得到的均值即為n毫秒電壓瞬時值b₀，判斷如0≤b₀≤v_S，否則存儲α₀；

第2步：間隔時間nΔt，重復第1步得到α₁，存儲α₀、α₁；

第3步：計算角速度存儲ω₀；

第4步：間隔n毫秒再重復第1步，第2步和第3步，循環后得到并存儲角度α₀、α₁、α₂，角速度ω₀、ω₁；

第5步：計算角加速度，存儲λ₀；

上述步驟中，其中，I為恒流源電流，R₁、R₂分別是下碳膜圈和上碳膜圈的電阻，γ為上碳膜圈開口(4-1-1)和下碳膜圈開口(4-2-1)對應的機械角度，θ為下碳膜圈跳線端(D)與上碳膜圈跳線端(A)的錯位角度，即電器角度相位差。