[发明专利]一种具有测量多圈角度功能的复合式角度传感器

权利要求书

1.一种具有测量多圈角度功能的复合式角度传感器，其特征在于，包括：外壳(11)，以及设置在外壳(11)内的绝对式光电角度编码器、电位器(6)和电路板(5)；

所述绝对式光电角度编码器包括：输入轴(1)、光源(2)、动光栅(3)和定光栅(4)；其中，所述输入轴(1)设置在外壳(11)的轴心，且固定有动光栅(3)；所述光源(2)设置在动光栅(3)和定光栅(4)上方；所述动光栅(3)和定光栅(4)分别刻有绝对式编码；

所述电位器(6)包括：定子(7)和转子(8)；所述转子(8)通过弹性联轴器(9)与输入轴(1)连接；输入轴(1)能带动动光栅(3)和转子(8)旋转；

所述电路板(5)上包括采样模块和微控制单元，所述采样模块分别与微控制单元、绝对式光电角度编码器、电位器(6)电连接；其中，采样模块，用于将接收的信号转换成数字量电压值；微控制单元，用于解算绝对式光电角度编码器和电位器的信号；

所述外壳(11)内固定设置光栅底座(10)，光栅底座(10)用于固定定光栅(4)、光源(2)、电路板(5)以及定子(7)。

2.根据权利要求1所述的具有测量多圈角度功能的复合式角度传感器，其特征在于，所述采样模块包括红外光敏二极管、恒流源、采样电阻和A/D采集芯片。

3.根据权利要求1所述的具有测量多圈角度功能的复合式角度传感器，其特征在于，所述电路板(5)连接有输出线缆(12)，所述输出线缆(12)从外壳(11)穿出。

4.根据权利要求1所述的具有测量多圈角度功能的复合式角度传感器，其特征在于，所述光源(2)发出平行光。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述具有测量多圈角度功能的复合式角度传感器的测量多圈角度方法，其特征在于，包括以下过程：

步骤1，获取当前圈角度；

步骤2，获取当前圈数，并利用以下方式进行圈数校正，得到实际圈数：

a)如果n′Vs-V_δ＜Vnow′＜n′Vs，360°-δ＜α°＜360°，则得出圈数n＝n′；

b)如果n′Vs-V_δ＜Vnow′＜n′Vs，0°＜α°＜δ，则得出圈数n＝n′+1；

c)如果n′Vs＜Vnow′＜n′Vs+V_δ，360°-δ＜α°＜360°，则得出圈数n＝n′-1；

d)如果n′Vs＜Vnow′＜n′Vs+V_δ，0°＜α°＜δ，则得出圈数n＝n′；

其中，电位器(6)根据电压值测量得到当前旋转圈数为n′；输入轴(1)实际旋转圈数为n；绝对式光电角度编码器输出当前圈角度为α°；电位器(6)实际输出电压值为Vnow′；电位器(6)单圈电压值为Vs；电位器(6)输出误差的最大值为V_δ；V_δ对应绝对式光电角度编码器的角度值为δ；

步骤3，利用步骤1得到的当前圈角度和步骤2得到的实际圈数，得到传感器的多圈角度数据。

6.根据权利要求5所述的测量多圈角度方法，其特征在于，步骤1，获取当前圈角度，包括以下过程：

输入轴(1)带动动光栅(3)转动，动光栅(3)和定光栅(4)产生相对运动，光源(2)发出的平行光穿过动光栅(3)和定光栅(4)后，形成有规律的光信号，电路板(5)的采样模块将接收到的光信号转换为电信号，并经微控制单元处理得到当前圈角度。

7.根据权利要求5所述的测量多圈角度方法，其特征在于，步骤2中，得到当前圈数，包括以下过程：

输入轴(1)带动电位器(6)的转子(8)转动，电位器(6)阻值发生变化，电路板(5)的采样模块将电位器(6)的电阻值转化成电压值，将电压模拟量信号转换成数字量信号，并经微控制单元处理得到传感器的当前旋转圈数。