[实用新型]绝对角度位置传感器及其检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器领域，尤其涉及一种绝对角度位置传感器及其检测系统。

背景技术

在工业化迅速发展的当下，增量式编码器产品由于其结构简单，可易于实现较大分辨率和测量精度，应用最为广泛。但是增量式编码器测量是在脉冲或者计数累加基础上实现的，因而使其容易受断电和外界干扰，在很多领域和环境下限制了其应用。这就为绝对式角度传感器的应用和研究提供了广阔的空间，绝对式测量具备了开机无需寻零、数据稳定性高、具有断电保护等特点，被越来越广泛的应用于传感器设计中。

绝对式角度传感器为了达到高精度，一般采用如下两种原理构成：一种是调制式，如感应同步器、旋转变压器和自整角机；一种是非调制式，如光栅、磁栅和容栅等，通过上述两种方式，精度可以达到0.5″甚至更高；但是上述的两种绝对角度位置传感器却存在如下共同缺点：一是电气系统比较复杂，必须依靠复杂的电路以及算法才能够保证精度，造成成本高昂，而且随着使用时间的，电路自身的特性，比如元器件的温漂等，将导致传感器的精度下降；而是必须依赖精密的刻划技术：例如高精度的光栅需要栅线又密又要精确，从而造成在生产制造难度大，进一步提高了成本。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的绝对角度位置传感器。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种绝对角度位置传感器，能够对检测目标的绝对角度位置进行准确检测并能够达到现有的传感器的精度，而且不需要复杂的电路系统以及算法，也不需要进行复杂的刻划技术，从而能够有效降低制造难度，大大降低生产成本和使用成本。

本实用新型提供的一种绝对角度位置传感器，包括转子和定子；

所述定子上设置有第一激励绕组Ⅰ、第一激励绕组Ⅱ、第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ，所述第一激励绕组Ⅰ和第一激励绕组Ⅱ输入频率相同但时间正交的交流信号；所述第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ输入频率相同但时间正交的交流信号；

所述转子设置有与第一激励绕组Ⅰ和第一激励绕组Ⅱ对应的第一感应绕组和第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ对应的第二感应绕组。

进一步，从第一激励绕组Ⅰ起始绕线位置起，位于定子前Z/2个的定子齿的第一激励绕组Ⅰ的绕线方向相同，位于定子后Z/2个的定子齿的第一激励绕组Ⅰ的绕线方向相同且与定子前Z/2个的定子齿的第一激励绕组Ⅰ的绕线方向相反；

所述第一激励绕组Ⅱ的起始绕线位置与第一激励绕组Ⅰ的起始绕线位置相差Z/4各齿距，所述第一激励绕组Ⅱ与第一激励绕组Ⅰ的绕线结构相同；

其中，Z为定子总的齿数。

进一步，所述第二激励绕组Ⅰ的起始绕线位置与第一激励绕组Ⅰ的起始绕线位置位于同一定子齿，所述第二激励绕组Ⅱ的起始绕线位置与第二激励绕组Ⅰ的起始绕线位置相距Z/4P个齿距，其中，Z为定子总的齿数，P为极对数；

所述第二激励绕组Ⅰ从绕线起始位置开始以每隔Z/2P个定子齿改变绕线方向的方式绕制于定子；

所述第二激励绕组Ⅱ从绕线起始位置开始以每隔Z/2P个定子齿改变绕线方向的方式绕制于定子。

进一步，所述第一感应绕组的线圈所跨齿数与第一激励绕组Ⅰ和第一激励绕组Ⅱ的线圈所跨齿数相同，从第一感应绕组的起始绕线位置开始，位于转子前Q/2转子齿的第一感应绕组的绕线方向相同，位于转子后Q/2个转子齿的第一感应绕组的绕线方向相同且与位于转子前Q/2转子齿的第一感应绕组的绕线方向相反；

所述第二感应绕组的线圈所跨齿数与第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ的线圈所跨齿数相同，从第二感应绕组的起始绕线位置开始，位于转子前Q/2转子齿的第二感应绕组的绕线方向相同，位于转子后Q/2个转子齿的第二感应绕组的绕线方向相同且与位于转子前Q/2转子齿的第二感应绕组的绕线方向相反；其中，Q为转子的总齿数；

所述第一感应绕组和第二感应绕组的绕线起始位置位于同一转子齿。

相应地，本实用新型还提供了一种绝对角度位置检测系统，包括角度传感器和处理单元；

所述角度传感器包括转子和定子；

所述定子上设置有第一激励绕组Ⅰ、第一激励绕组Ⅱ、第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ，所述第一激励绕组Ⅰ和第一激励绕组Ⅱ输入频率相同但时间正交的交流信号；所述第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ输入频率相同但时间正交的交流信号；

所述转子设置有与第一激励绕组Ⅰ和第一激励绕组Ⅱ对应的第一感应绕组和第二激励绕组Ⅰ和第二激励绕组Ⅱ对应的第二感应绕组；

所述处理单元具有两个输入端且分别与第一感应绕组和第二感应绕组连接。