[发明专利]一种霍尔角度传感器角度校准方法

说明书

一种霍尔角度传感器角度校准方法，将待校准霍尔角度传感器固定安装在角度测量平台上；匀速正反两次转动待校准霍尔角度传感器，进行第一次全量程角度测量，记录实际角度测量结果；计算待校准霍尔角度传感器每一输出角度信号对应目标的修正角度数据；按照每一输出角度目标修正值，对待校准霍尔角度传感器输出的信号进行逐一校准修正；完成信号修正后，进行第二次全量程角度测量，确认达到修正目的后即完成传感器的校准工作。本发明有效的减少了霍尔角度传感器的角度误差，提升了生产效率，成品合格率显著提高，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及到一种霍尔角度传感器角度校准方法。

背景技术

霍尔角度传感器(或称为磁敏角度传感器或无接触电位器)是一种通过霍尔原理实现精确角度测量的无摩擦、长寿命、高可靠的高精度位置角度传感器，可实现360°测量。其输出有电压模拟输出、增量式数字输出、PWM数字输出、SPI数字输出等多种输出方式可选。被广泛用于汽车、船舶、飞机、无人机、机器人、自动化设备等伺服随动系统，以及航天仪表控制、各类电子装备、仪器仪表等高技术领域。

随着客户对角度误差的要求不断提高，霍尔角度传感器的角度准确度要求也越来越高。但因为产品内部磁铁的不均匀性、传感器结构件的配合误差、电路损耗误差等等原因，造成有效量程内存在0.3°至3°最大角度误差，甚至更高。

国内第一种改进方法是选用更高角度精度霍尔芯片，依靠霍尔芯片内部差值计算得到更高的精度，因为“更高的精度”和“角度误差”是两个不同性能参数，所以对外部结构上造成的角度误差改善并不大。第二种改进方法是在产品中剔除角度误差较大产品，这样做成品率较低，生产成本较高。第三种改进方法是用户在使用时对每个传感器在接收信号后处理修正数据，造成用户工作量增大。

以上三种方法造成霍尔角度传感器生产成本过高、成品率较低、产品角度一致性差、生产效率低下，同时还会造成用户使用调试繁琐的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种设计合理、成品校准效率高、校准效果好、操作方便的霍尔角度传感器角度校准方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种霍尔角度传感器角度校准方法，包括以下步骤：

S1.将待校准霍尔角度传感器固定安装在角度测量平台上；

S2.匀速正反两次转动待校准霍尔角度传感器，进行第一次全量程角度测量，记录实际角度测量结果；

S3.计算待校准霍尔角度传感器每一输出角度信号对应目标的修正角度数据；

S4.按照每一输出角度目标修正值，对待校准霍尔角度传感器输出的信号进行逐一校准修正；

S5.完成信号修正后，进行第二次全量程角度测量，确认达到修正目的后即完成传感器的校准工作。

作为一种优选的技术方案，所述的步骤S3中计算修正角度数据的方法为：根据测量得到的待校准霍尔角度传感器每一输出角度的标准角度位置，计算该标准角度对应的霍尔原理角度电压，对两者进行一对一重新对应定义；

所述的霍尔原理角度电压Vs的计算公式为

式中，V_max为霍尔原理有效输出角度的最大电压，V₀为霍尔原理有效输出角度的起始电压，R_S为信号点的错误角度，R_max为有效量程最大角度。

作为一种优选的技术方案，所述的步骤S3中计算修正角度数据的方法为：根据测量得到的待校准霍尔角度传感器输出角度线性图，找出图形偏离较大的两点，把有效量程分为三段进行重新定义输出角度的函数，具体如下，

当V在V₀≤V≤Vs时，输出角度函数为：