[发明专利]一种双通道正余弦角度传感器误差补偿系统及方法

权利要求书

1.一种双通道正余弦角度传感器误差补偿系统，其特征在于，包括高精度转台(1)、双通道正余弦角度传感器(2)、后级处理电路(3)、数据处理计算机(4)；高精度转台精度优于0.5；双通道正余弦角度传感器(2)安装在高精度转台(1)上，双通道正余弦角度传感器(2)与后级处理电路(3)相连，后级处理电路(3)与数据处理计算机(4)相连；高精度转台(1)在数据处理计算机的控制下带动双通道正余弦角度传感器(2)转动并输出N个转台角度α至数据处理计算机，在N个转台角度α处双通道正余弦角度传感器(2)输出N对角度信号，N为大于等于8的整数；每对角度信号包括粗通道角度信号和精通道角度信号，粗通道角度信号和精通道角度信号经过后级处理电路进行A/D转换、数据耦合处理后获得耦合后的数字角度信号；耦合后的数字角度信号通过数据传输电缆送入数据处理计算机(4)；

数据处理计算机(4)将数字角度信号减去转台角度获得N个转台角度α对应的双通道正余弦角度传感器的误差值δ；数据处理计算机(4)对N个转台角度α和与之对应的误差值δ进行频谱特性分析获得误差模型，所述误差模型为：f(α)＝A₀+S₁Sinα+S_2pSin(2pα)+C₁Cosα+C_2pCos(2pα)；其中，A₀是常数项系数，S₁是正弦低次项系数，S_2p是正弦高次项系数，C₁是余弦低次项系数，C_2p是余弦高次项系数；所述高次项是极对数p的2倍；

数据处理计算机(4)将N个转台角度α和与之对应的误差值δ代入上述误差模型并进行拟合获得上述误差模型中的系数A₀、S₁、S_2p、C₁、C_2p；将上述误差模型及其系数存入数据处理计算机或者后级处理电路；

数据处理计算机或者后级处理电路根据上述误差模型及其系数完成双通道正余弦角度传感器(2)的实时误差补偿。

2.根据权利要求1所述的一种双通道正余弦角度传感器误差补偿系统，其特征在于，后级处理电路(3)包括A/D转换器和控制器，A/D转换器的输入端与双通道正余弦角度传感器(2)相连，A/D转换器的输出端与控制器相连；控制器的输出端与数据处理计算机(4)相连；A/D转换器实现粗通道角度信号和精通道角度信号的模数转换，控制器对模数转换后的粗通道角度信号和精通道角度信号进行数据耦合处理获得耦合后的数字角度信号。

3.根据权利要求1所述的一种双通道正余弦角度传感器误差补偿系统，其特征在于，双通道正余弦角度传感器和高精度转台的同轴度优于0.005mm。

4.根据权利要求1所述的一种双通道正余弦角度传感器误差补偿系统，其特征在于，在双通道正余弦角度传感器的每个电气周期获得大于4个的转动角度α和与之对应的误差值δ。

5.利用权利要求1至4任一权利要求所述的误差补偿系统进行误差补偿的方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)将双通道正余弦角度传感器安装在高精度转台上，高精度转台(1)在数据处理计算机的控制下带动双通道正余弦角度传感器(2)转动，在N个转台角度α处双通道正余弦角度传感器(2)输出N对角度信号；

(2)对N对角度信号进行A/D转换、数据耦合处理后获得N个耦合后的数字角度信号；

(3)将每个数字角度信号减去与之对应的转台角度获得N个转台角度α对应的误差值δ；对N个转台角度α和与之对应的误差值δ进行频谱特性分析获得误差模型，所述误差模型为：

δ＝A₀+S₁Sinα+S_2pSin(2pα)+C₁Cosα+C_2pCos(2pα)；

其中，A₀是常数项系数，S₁是正弦低次项系数，S_2p是正弦高次项系数，C₁是余弦低次项系数，C_2p是余弦高次项系数；所述高次项是极对数p的2倍；

(4)将N个转台角度α和与之对应的误差值δ代入上述误差模型并进行拟合获得上述误差模型中的系数A₀、S₁、S_2p、C₁、C_2p；

(5)根据上述误差模型及其误差项系数完成双通道正余弦角度传感器(2)的实时误差补偿。