[发明专利]一种基于单对极角度值拟合的角度值跳点抑制方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于单对极角度值拟合的角度值跳点抑制方法及装置。该方法及装置包括：单对极霍尔传感器测量，通过A/D转换器对霍尔信号进行模数转换，通过单对极角度值计算模块获得单对极角度值θ₁；多对极霍尔传感器测量，通过A/D转换器对霍尔信号进行模数转换，通过多对极角度值计算模块获得多对极角度值θ₂；多对极角度值细分处理模块对多对极角度值进行细分整合得到多对极角度值θ₃；等比例缩小模块将多对极角度值缩小输出θ₄与单对极角度值拟合模块输出的θ₅输入到角度值跳点处理模块，判断角度值跳点的位置并进行角度值跳点处理；本发明提供的方案通过对磁电编码器的测量值校正，使磁电编码器不受温度、震动等外界因素的影响，从而提高测量精度。

技术领域

本发明总体上涉及磁电编码器，具体地说，涉及一种用于校正多 对极磁电编码器角度值跳点的方法。

背景技术

磁电编码器是一种测量装置，其原理是采用磁阻或者霍尔元件等 传感器对磁性材料的角度或者位移进行测量，磁性材料的角度或者位 移的变化会引起电阻或者电压的变化，通过放大电路对变化量进行放 大，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，从而达到测量 的目的。磁电编码器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰和宽温度 的特性，因此，可广泛应用于工业控制、机械制造、船舶、纺织、印 刷、航空、航天、雷达、通讯、军工等领域。

常用的测量角度的传统磁电编码器一般包括定子、转子、永久磁 铁、霍尔传感器和信号处理板。永久磁铁粘接在转子上，霍尔传感器 固定在信号处理板上。于是，转子旋转时，永久磁铁同步旋转，在永 久磁体与定子的气隙中产生变化的磁场，霍尔传感器将磁场信号转化 为电压信号，通过信号处理板进行解算，从而实现角度测量。

然而，诸如霍尔元件之类的传感器，在不同的温度下，其特性会 产生些许变化，这引起磁电编码器测量的结果产生偏移。也就是说， 在机械位置相同但温度不同的情况下，磁电编码器中传感器特性的变 化会造成测量结果不同。例如，在温度变化的条件下，霍尔元件采集 输出的信号值发生了改变，导致单对极角度值与多对极角度值产生解 算偏差。由于温度变化造成的单对极角度值与多对极角度值的偏差值 具有随机性以及不一致性，致使单对极角度值与多对极角度值的映射 关系发生改变，最终导致多对极角度值细分过程出现错误，产生角度 值跳点。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种方案，旨在校正磁电编码器的跳 点误差，使之在工作过程中，即使温度发生变化，测量结果仍然平滑， 没有角度值跳点产生，因此可以提高磁电编码器的测量精度。

本发明是这样构思的：

一种基于单对极角度值拟合的角度值跳点抑制方法，其特征在于： 该方法包括以下步骤：

(1)解算单对极角度值θ₁与多对极角度值θ₂；

(2)依据单对极角度值θ₁与多对极角度值θ₂对多对极角度值进行 角度值细分，得到细分后的多对极角度值θ₃；

(3)将得到的细分后的多对极角度值θ₃进行等比例缩放，进而 得到角度幅值范围在0～65535LSB内的多对极角度值θ₄；

(4)将单对极角度值θ₁向细分处理后经过缩放的多对极角度值θ₄进行拟合，得到拟合后的单对极角度值θ₅；

(5)判断拟合后的单对极角度值θ₅与细分处理后经过缩放的多 对极角度值θ₄的差值范围，确定出现多对极跳点的具体位置并进行多 对极角度值跳点补偿。