[发明专利]高精度位置检测设备

说明书

本发明与位置检测设备有关，这种设备用来检测诸如电动机之类旋转部件的转动位置，或者检测作周期或重复运动物体的位置。

大家都熟知采用光编码器或解算器之类的位置检测器的设备，这种设备能检测转动位置，例如电动机的转动位置，位置检测器的旋转轴通过机械接头联接到电动机的旋转轴上，因此在使用时，在这两个轴之间不可避免会发生偏心，由于旋转轴的这种偏心，位置检测器所接收到的任何位置信号都含有旋转轴偏心信号，其频率始终等于电动机的旋转频率，而振幅为某一定值，将所检测到的位置信号对时间微分而得到的位置微分信号用来控制电动机的速度，然而这种微分处理并不能消除旋转轴偏心信号，如果用位置微分信号来执行速度控制，那末就会产生与旋转轴的偏心度相应的脉动分量，这个脉动分量明显降低了电动机速度的可控性能。

本发明的第一个目的是提供一种位置检测设备，在这种位置检测设备中，位置检测器联接转轴的任何偏心都可以得到补偿，因此，无论被联接转轴的偏心如何，都能得到不受偏心影响的位置检测信号。

本发明的另一个目的是提供一种位置检测设备，在这种位置检测设备中，位置检测器联接转轴的任何偏心都可以得到电气和自动补偿，因此，无论偏心状态如何，都能得到不受被联接转轴的偏心影响的位置检测信号。

为了达到第一个目的，在本发明的一种位置检测设备中测得含有由于联接转轴偏心引起的脉动分量的位置检测信号（θA或θB）和在不偏心时所得到的一个预定信号（PGT）之间的偏差（△θ）。位置检测信号（θA或θB）中的脉动分量被这偏差（△θ）所抵消，因此能使位置检测信号不受联接转轴偏心的影响。

为了达到第二个目的，在本发明的一种位置检测设备中，从含有由于所联转轴偏心引起的脉动分量的位置检测信号（θA或θB）中检测出一个由线性近似偏心的一个周期（或N个周期，N为整数）所得到的线性近似信号（ytn），只要转轴的速度基本不变，这个线性近似信号（ytn）被校正为一个在假设没有联接转轴偏心时应该得到的预先确定的线性信号（PGT）。测出含有脉动分量的位置检测信号（θA或θB）与这预定线性信号（PGT）之间的偏差（△θ）。位置检测信号（θA或θB）中的脉动分量被偏差（△θ）所抵消，因此能使位置检测信号不受所联接转轴偏心的影响。

结合附图，从下面的详细说明中可以更完全地理解本发明，这些图中：

图1为根据本发明一个具体实现的位置检测设备基本结构的方框图;

图2为图1所示结构的详细方框图;

图3为例示图2所示结构得到的位置检测信号（θB）在一个周期内随时间变化的曲线图;

图4为根据本发明另一个具体实现的位置检测设备基本结构的方框图;

图5为说明图4等工作的波形图;

图6为图4详细结构的方框图;

图7为图4的另一个详细结构的方框图;

图8为表示通过对图3或图5所示的位置检测信号（θB、θ）的采样以得到位置检测信号（θB、θ）对预定函数（PGT或θ）的偏差（△θ）的顺序的流程图;

图9为例示图6中检测器（206，208）或图7中检测器（206A，208A）的详细结构的方框图;

图10A和图10B为说明图9所示结构工作的波形图。

现在，参照附图来说明本发明的具体实现，为简便起见，在下面的说明中对于通用的或类似的部份标记以通用的或类似的参照数字。

参见图1，现来说明用解算器作为位置检测装置的一种位置检测设备。

在这种位置检测设备中，电动机10作为要检测的对象，通过机械接头12联接到用来检测电动机10转动位置的解算器14，解算器14送出的检测信号θA由变换器16变换成转角信号θB，变换器16送出的转角信号θB输入到补偿器20，补偿器20输出与转角信号θB一一对应的预置补偿量信号△θ，加法器18把来自补偿器20的补偿量信号△θ加到来自变换器16的转角信号θB上，对转角信号θB进行补偿，这样，电动机10的真实转动位置θRT就能从加法器18得到。