[发明专利]磁性位置传感装置及其定位方法

权利要求书

1.一种磁性位置传感装置，用于感测两个物体相对位置，它包括一个内部 具有永磁体阵列(3)的动尺(1)，多个能接收动尺(1)磁场的静尺(6)； 静尺(6)内部包括有磁敏元件阵列(8)，主控电路(10)以及至少一个段 扫描电路(11)、至少一个总线缓冲器(17)以及至少一个总线收发器(18)； 主控电路(10)包括数字信号处理器(15)，段扫描电路(11)包括段单片 机(19)，其特征在于：静尺(6)内部电路板(9)之间通过带插针电路板 (12)焊接，相邻静尺(6)的输出端口(13)和输入端口(14)连接，数 字信号处理器(15)的串行口线通过总线缓冲器(17)连接段单片机(19) 的串行口线，数字信号处理器(15)的I/O口线RA.6通过总线缓冲器(17) 连接段单片机(19)的I/O口线RA.6，段单片机(19)的I/O口线RD口通 过总线收发器(18)与数字信号处理器(15)的I/O口线连接RB口，相邻 段单片机(19)之间有I/O口线连接；所述的段单片机(19)连接第一个 节单片机(20)，至少可级联一节单片机(20)，节单片机(20)上连接有 磁敏元件阵列(8)。

2.根据权利要求1所述的磁性位置传感装置，其特征在于：所述的串行口 线是I2C或者SPI或者USART。

3.根据权利要求1所述的磁性位置传感装置，其特征在于：所述的磁敏元 件是模拟型或者开关型。

4.根据权利要求1所述的磁性位置传感装置，其特征在于：所述的段单片 机(19)与节单片机(20)的连接采用串行口方式、并行口方式以及I/O 口线方式中任意一种或多种方式的组合。

5.一种使用如权利要求1所述的磁性位置传感装置的定位方法，用于模拟 型磁敏元件，其特征在于：

a、数字信号处理器(15)通过串行口线依次发送地址到段单片机(19)；

b、段单片机(19)确认如是本机地址，则对磁敏元件阵列(8)进行 采样；

c、段单片机(19)探测到永磁体阵列(3)信号后，将数据输出到总 线收发器(18)上；

d、数字信号处理器(15)发出电平跳变，同时读总线收发器(18)获 得段单片机(19)的数据；将数据依次拼接得到数据信号序列；

e、数字信号处理器(15)根据所述数据序列的个数来确定从数据序列 中截取的个数据：Bz(1)、Bz(2)、……、并求和值：

AS=Σn=1Dδ±1Bz(n)*sin[2πδD±δ(n-1)]]]>

及

AC=Σn=1Dδ±1Bz(n)*cos[2πδD±δ(n-1)];]]>

D±δ为永磁体单元宽度，相邻磁敏元件的间隔为D，δ为游标磁尺 的分辨率；

f、将上述A_S、A_C代入计算待求位置的小数值：

D±δ2πtg-1ASAC;]]>

g、以数据Bz(1)对应的磁敏元件的序号为L，相邻磁敏元件的间隔为D， 则，计算待求位置的整数值：

L*D；

h、所述待求位置的整数值加上所述待求位置的小数值得到待求位置 值。

6.一种使用如权利要求1所述的磁性位置传感装置的定位方法，用于开关 型磁敏元件，其特征在于：

a、数字信号处理器(15)通过串行口线依次发送地址到段单片机(19)；

b、段单片机(19)确认如是本机地址，则对磁敏元件阵列(8)进行 采样；

c、段单片机(19)探测到永磁体阵列(3)信号后，将数据输出到总 线收发器(18)上；

d、数字信号处理器(15)发出电平跳变，同时读总线收发器(18)获 得段单片机(19)的数据；将数据依次拼接得到位信号序列；

e、数字信号处理器(15)根据所述位信号序列的位数来确定从信号序 列中截取的个位：bit(Bz(1))、bit(Bz(2))、……、按 位进行逻辑异或，求和值：

DS=Dδ±1-2Σn=1Dδ±1bit(Bz(n))ox Bs]]>

及

DC=Dδ±1-2Σn=1Dδ±1bit(Bz(n))ox Bc;]]>

D_S、D_C叫做匹配数，D±δ为永磁体单元宽度，δ为游标磁 尺的分辨率，Bs和Bc是位参考序列，其位元素分别为Bs(1)、Bs(2)、……、 和Bc(1)、Bc(2)、……、ox表示按位进行逻辑异或 运算，相邻磁敏元件的间隔为D；

f、以所述D_S、D_C作为输入参数，通过查表方式计算待求位置的小数 值；

g、以位Bs(1)对应的磁敏元件的序号为L，相邻磁敏元件的间隔为D， 则，计算待求位置的整数值：

L*D；

h、所述待求位置的整数值加上所述待求位置的小数值得到待求位置 值。