[发明专利]位置检测装置及其信号处理装置和方法

权利要求书

1.一种位置检测装置，其特征在于，包括磁头和磁栅基体，所述磁栅基体和所述磁头能产生相对运动；

其中，在所述磁栅基体上分布有第一磁道和第二磁道，所述第一磁道被均匀地磁化为N对磁极，这里N＜＝2ⁿ，n＝0，1，2…n，相邻两极的极性相反；所述第二磁道的磁极总数为N，并按照磁序算法生成的顺序排列；

在所述磁头上，对应于第一磁道的正上方设有m个均匀排列的磁感应元件，这里m为2或3的整数倍；

在所述磁头上，对应于第二磁道的正上方设有n个均匀排列的磁感应元件；

所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给信号处理装置。

2.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述第二磁道中每个磁极的长度为λ；

所述第一磁道上相邻两极的节距小于或等于λ；

对应于第二磁道的每相邻两个磁感应元件之间的距离为；

对应于第一磁道的每相邻两个磁感应元件之间的距离小于或等于λ/m。

3.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述的磁感应元件为霍尔感应元件。

4.一种基于上述权利要求1-3任一所述位置检测装置的信号处理装置，其特征在于，包括：

A/D转换模块，对位置检测装置发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；

相对偏移量x₁计算模块，用于计算位置检测装置中对应于第一磁道的磁感应元件发送来的第一电压信号在所处信号周期内的相对偏移量x₁；

绝对偏移量x₂计算模块，根据位置检测装置中对应于第二磁道的磁感应元件发送来的第二电压信号，通过计算来确定第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量x₂；

位移合成及输出模块，用于将上述相对偏移量x₁和绝对偏移量x₂相加，合成所述第一电压信号所代表的在该时刻的位移x；

存储模块，用于存储数据。

5.根据权利要求4所述的位置检测装置的信号处理装置，其特征在于，还包括：

信号放大模块，用于在A/D转换模块进行A/D转换之前，对来自于位置检测装置的电压信号进行放大。

6.根据权利要求4或5所述的位置检测装置的信号处理装置，其特征在于，

所述相对偏移量x₁计算模块包括第一合成单元和第一位移获取单元，所述第一合成单元对位置检测装置发送来的经过A/D转换的多个电压信号进行处理，得到基准信号D；所述第一位移获取单元根据该基准信号D，在第一标准位移表中选择与其相对的位移作为偏移位移x₁。

7.如权利要求6所述的位置检测装置的信号处理装置，其特征在于，所述相对偏移量x₁计算模块还包括温度补偿单元，用于消除温度对位置检测装置发送来的电压信号的影响；

所述第一合成单元的输出还包括第二基准信号R；

所述温度补偿单元包括系数矫正器和乘法器，所述系数矫正器对所述合成模块的输出的第二基准信号R和对应该信号的标准状态下的信号R₀进行比较得到输出信号K；所述乘法器为多个，每一所述乘法器将从位置检测装置发送来的、经过A/D转换的一个电压信号与所述系数矫正模块的输出信号K相乘，将相乘后的结果输出给第一合成单元。

8.根据权利要求4所述的位置检测装置的信号处理装置，其特征在于，所述绝对偏移量x₂计算模块包括第二合成单元和第二位移获取单元，所述第二合成单元用于对对应于第二磁道的位置检测装置发送来的第二电压信号进行合成，得到信号E；所述第二位移获取单元根据该信号E在第二标准位移表中选择与其相对的位移作为第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量x₂。