[发明专利]一种自适应提高模拟输出角度的绝对测量精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种角度测量方法，尤其是涉及一种自适应提高模拟输出角度的绝对测量精度的方法。 

背景技术

角度测量广泛用于军事、工业和机器人等领域。随着技术的发展，测角传感器也不断地被小型化和智能化，它通过输出模拟电压的方式提供机械角度。为了能够达到测量小范围机械角度的目的，需要对角度测量电路整个量程域内的参数进行设置。这些设置参数通常包括偏移量、增益和过零点(即BP点，一般设为0)等。 

角度测量电路中有一个磁编码器(AS51/263)，能够计算出机械角度的数字值。通过读出磁编码器的内部寄存器的数字值，通过设置磁编码器内部的偏移量和增益寄存器，可以确定测量机械角度的起点、终点和输出模拟电压的范围(Vpp)。机械角度是由在测量机械角度范围内的测量电路输出的模拟电压值计数出，而此时磁编码器输出的模拟电压值是由其内部的寄存器参数——偏移量和增益决定。所以，偏移量和增益这两个参数就决定了模拟输出角度的测量范围和测量精度。 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种自适应提高模拟输出角度的绝对测量精度的方法，该方法采用模拟输出的方式来测量小范围(0～100°)的机械角度，并能够自适应地调整磁编码器内部的寄存器参数——偏移量和增益，提高模拟输出角度的绝对测量精度。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种自适应提高模拟输出角度的绝对测量精度的方法，具体步骤如下： 

A、把角度测量电路安装在标准角度源上，并把标准角度源调整到待测角度的起点位置(即测量角度的起点)，标准角度源发出读取机械角度数字值和缓存标准角度的第一触发信号Tr1分别送至读角度数字值模块和标准角度缓存模块；在第一触发信号Tr1的触发下，读角度数字值模块通过第一数字串行口从磁编码器中的角度数字值寄存器中读取起点的测量角度数字值As，并把As缓存至角度数字值缓存模块；同时，标准角度源把起点的标准角度Ds缓存至标准角度缓存模块；把标准角度源调整到待测角度的终点位置(即测量角度的终点)并准备就绪后，标准角度源再次发出第一触发信号Tr1，在第一触发信号Tr1的触发下，读角度数字值模块通过第一数字串行口从磁编码器中的角度数字值寄存器读取终点的测量角度数字值Ae(Ae>As)，并把Ae缓存至角度数字值缓存模块；同时，标准角度源把终点的标准角度De(De>Ds)缓存至标准角度缓存模块； 

B、在第一触发信号Tr1的触发下得到的起点的测量角度数字值As和终点的测量角度数字值Ae后，由乘加法运算模块按照下面的公式计算出参考偏移量OFFSET_Ref和参考增益GAIN_Ref； 

OFFSET_REf＝As 

GAINRef=ROUNDDOWN(4095Ae-As*2048)]]>

公式中ROUNDDOWN为向下取整函数，如ROUNDDOWN(1.6)＝1； 

C、把参考偏移量OFFSET_Ref和参考增益GAIN_Ref由写偏移量和增益模块通过第二数字串行口写入磁编码器内部的偏移量和增益寄存器，并完成把磁编码器设置成模拟输出工作模式，等待第二触发信号Tr2； 

D、把标准角度源调整到待测角度的起点位置并准备就绪后，标准角度源发出第二触发信号Tr2和第三触发信号Tr3；在第二触发信号Tr2的触发下，电压采集模块开始工作，采集磁编码器输出的模拟电压V_A得到数字电压V_D，并把数字电压V_D缓存至数据记录模块；在第三触发信号Tr3的触发下，标准角度源的标准角度D被缓存至数据记录模块，完成一次数据测量；