[发明专利]一种双向冗余磁电编码器及其冗余检测方法

说明书

本发明公开了一种双向冗余磁电编码器及其检测方法，它涉及编码器制造领域。本发明结构霍尔解算板、发电机、钢柱、磁钢。本发明通过在磁钢左右两侧安装编码器信号解算板，两个编码器信号解算板上各自安装两颗相位差90°的霍尔，磁钢产生轴向磁场，霍尔元件解算磁场的变化并进行模数转换得到磁钢转过的角度值，并且当某个编码器信号解算板发生故障时，另一侧的编码器信号解算板可以继续正常工作，使得磁电编码器的工作更加稳定、精确。

技术领域

本发明涉及一种双向冗余磁电编码器及其冗余检测方法，属于磁电编码器制造领域。

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。在单对极磁钢的作用下，编码器信号解算板上的2个霍尔元件上产生相位相差90°的电压信号，通过模数转换就可以转换为标准的数字量，最后进行角度的正切值计算便可以得到当前的角度值。

然而，在实际工作环境中，因为环境振动或温度过高等问题常出现磁编码器信号解算板毁坏现象，最终导致编码器无法正常工作。针对该问题本发明提出了一种双向磁电编码器冗余系统，当一侧的磁编码器信号解算板发生故障时，可以依靠另一个磁编码器信号解算板继续解算转过的圈数，提高了控制系统的可靠性。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种双向冗余磁电编码器及其冗余检测方法，本发明解决其技术问题的解决方案为：

一种双向冗余磁电编码器冗余检测方法，本方法应用于一种双向冗余磁电编码器；

一种双向冗余磁电编码器冗余检测方法，所述方法的具体实现过程为：

步骤一：

解算俩组单对极角度值；具体为电机转轴转动，磁钢与电机转轴胶接，从而单对极磁钢转动，单对极磁钢会产生轴向磁场，单对极霍尔a1、单对极霍尔a2与编码器信号解算板a焊锡焊接，且单对极霍尔a1与单对极霍尔a2互相垂直，位于单对极磁钢的左侧，单对极霍尔b1、单对极霍尔b2与编码器信号解算板b焊锡焊接，单对极霍尔b1与单对极霍尔b2互相垂直，位于单对极磁钢的右侧，此时单对极磁钢转动，单对极霍尔a1、单对极霍尔a2采集单对极角度值信号A+、A-，编码器信号解算板a对角度值模拟信号A+、A-进行模数转换，得到角度值数字信号HA+、HA-，再对得到的单对极角度值数字信号HA+、HA-进行解算，得到单对极角度值θ₁，解算公式(1)所示：

单对极霍尔b1、单对极霍尔b2采集单对极角度值信号B+、B-，编码器信号解算板b对角度值模拟信号B+、B-进行模数转换，得到角度值数字信号HB+、HB-，再对得到的单对极角度值数字信号HB+、HB-进行解算，得到单对极角度值θ₂，解算公式(2)如下：

步骤二：

以其中一组单对极角度值为制表依据，对另一组单对极角度值进行校正，俩组磁电编码器计算得到角度值的相互获取采用串口双向通讯，保证了角度值计算值获取的同步性；使俩组单对极角度值输出幅值及趋势一致，具体为同步输出俩组单对极角度值θ₁，θ₂；