[发明专利]重载机械用非接触式角度传感器及角度校正方法

说明书

技术领域

本发明属于工程机械行业中检测角度的设备，特别涉及一种重载机械用非接触式角度传感器及角度校正方法。

背景技术

目前，在工程机械中的重载机械使用的角度传感器，一般都是常规的角度传感器，在工程机械工作的强震动环境，往往无法得到准确的角度值，其抗干扰、抗震动性能差，同时由于工作环境的恶劣、使传感器的使用寿命低。有的在工程机械中也会使用的GPS和光纤陀螺，高精度的检测系统，但它的造价高，安装维修不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种分辨率高、抗干扰性能好、使用寿命长的重载机械用非接触式角度传感器及角度校正方法。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：重载机械用非接触式角度传感器包括：传感器壳体、上端盖、连接轴、轴承、螺栓、平垫圈、弹簧垫圈，其特点是在传感器壳体的上方内腔底部设有凹槽，在凹槽内装有隔离圈，在隔离圈的上面传感器内腔中装有电路板，在传感器壳体的下方内腔中心用轴承装有连接轴，在连接轴的顶端中心处设有磁石安装槽，在磁石安装槽内装有磁石，在与磁石正对的电路板连接装有传感器芯片，在电路板上方中间处设有加速度传感器和陀螺仪模块，在传感器壳体内下方与连接轴外圆周之间密封设有包胶层，在轴承上方的连接轴上装有挡圈，在轴承下面的连接轴上装有弹性挡圈，传感器壳体的上方的外圆周壁上设有线束防水孔，在传感器壳体的上端面上用密封圈、螺栓、平垫圈和弹簧垫圈固定装有上端盖；其中电路板中包括：多路开关、放大器一、模数转换器、数字信号处理器、数模转换器、放大器二、电压电流变换器、模拟信号输出、数字信号输出；它们的连接关系是：多路开关单向输出连接放大器一，放大器一单向输出连接模数转换器，模数转换器单向输出连接数字信号处理器，数字信号处理器单向输出连接数模转换器，数模转换器单向输出连接放大器二和电压电流变换器，放大器二和电压电流变换器形成模拟信号输出；电路板上的陀螺仪模块和加速度传感器单向输出连接数字信号处理器，通过数字信号处理器形成数字信号输出；用非接触式角度传感器的角度校正方法如下：对重载机械的角度初始化值确定，读取角度，然后建立姿态估计进程，通过角度传感器芯片、加速度传感器、陀螺仪模块融合算法计算实际角度值，经过数字信号处理器进行数据处理，处理后的数据模拟输出电压电流信号和串行差分数字或工业总线数字输出。

本发明的有益效果是：重载机械用非接触式角度传感器采用融合算法姿态及震动干扰，其解算速度快，可靠性高，安装便捷，操作灵活方便，使用寿命长，价格低，适用于水、油、气、振动、冲击等恶劣环境下使用，满足工程机械的工程实践要求。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是重载机械用非接触式角度传感器的结构剖视图。

图2是重载机械用非接触式角度传感器的系统原理框图。

图3是图2使用的角度融合算法框图。

图中，1-螺栓；2-平垫圈；3-弹簧垫圈；4-上端盖；5-密封圈；6-传感器壳体；6-1-线束防水孔；7-磁石；8-挡圈；9-轴承；10-弹性挡圈；11-包胶层；12-连接轴；12-1-磁石安装槽；13-电路板；13-1-多路开关；13-2-放大器一；13-3-模数转换器；13-4-数字信号处理器；13-5-数模转换器；13-6-放大器二；13-7-电压电流转换器；14-陀螺仪模块；15-加速度传感器；16-传感器芯片；17-隔离圈。

具体实施方式