[发明专利]抗噪声的间歇操作的增量位置传感器

说明书

一种操作间歇测量的或脉冲式增量位置传感器的方法，以及具有在每次测量期间激活的噪声检测电路的位置传感器，其中只要检测到噪声的影响该噪声检测电路就触发校正测量。校正测量紧接着受噪声影响的测量，并在下一排期测量之前替换受噪声影响的测量。噪声可以被检测为差分放大器的共模输入信号，从而清楚地将噪声的影响与传感器的差分输入信号分离。

技术领域

本发明涉及间歇操作的增量位置传感器抗电磁干扰(EMI)的抗扰性，更具体地，涉及抗脉冲噪声的抗扰性。

背景技术

与等效的绝对位置传感器相比，增量位置传感器更简单、更便宜且更紧凑。然而，它们的位置输出是周期性的，针对行程的每个增量重复地从零到一个增量。例如，旋转变压器(resolver)的角位置输出从0°到360°，并针对下一轮增量重复。

为了检测绝对位置，增量传感器从已知位置开始，然后跟踪连续测量之间的行程中的运动。它们必须足够紧密地间隔开，以避免一个或多个增量的意外位置输出移位(shift)。于是，只有在运动期间断电或超速或电磁噪声的破坏影响的情况下才会发生这种移位。虽然容易检测到断电和超速，但是电磁噪声的影响较难检测和校正。

间歇测量的或脉冲式增量位置传感器广泛用于电池供电的测量工具中，如例如在Masreliez等人的US 6,011,389中和在Meyer的US 7,015,687中所公开的。这些传感器是电感性的并且通过脉冲式驱动线圈操作，该脉冲式驱动线圈通过空间上周期性的标尺(scale)耦合到感测线圈，但是任何类型的间歇测量的增量传感器都可以受益于本发明。间歇操作具有低功耗的优点，但是短脉冲降低了传感器对类似形状的脉冲噪声的抗扰性。

Atmur的US 6,331,759提出通过增大驱动信号来大幅降低脉冲式旋转变压器中的噪声影响。然而，为了避免增加功耗，必须相应地减小占空比，即脉冲变短。

在任何这种间歇操作的位置传感器中，被单个噪声破坏的测量可能会导致位置丢失。这使得脉冲式传感器对短电磁噪声脉冲(如因开关瞬变或静电放电而产生的短电磁噪声脉冲)敏感，因此需要可靠地检测和校正它们的干扰，或者至少标记它们的干扰。

发明内容

本发明的目的在于提高间歇测量的增量位置传感器对电磁干扰(EMI)的抗扰性，并且更具体地，涉及对脉冲噪声的抗扰性。

根据本发明的第一方面，提出了一种位置传感器电路中测量增量位置的方法，所述方法包括：

确定第一排期测量信号，

确定在所述位置传感器的至少一个电路节点处对所述第一排期测量信号的噪声影响，以及

如果所确定的噪声影响超过阈值，则确定校正测量信号并用所述校正测量信号替换所述第一排期测量信号，使得所述校正测量信号成为所述第一排期测量信号。

优选地，在用所述校正测量信号替换所述第一排期测量信号之前：

确定在所述至少一个电路节点处对所述校正测量信号的噪声影响，以及

如果所确定的对所述校正测量信号的噪声影响超过所述阈值，则确定后续校正测量信号并确定对所述后续校正测量信号的噪声影响，

如果所确定的对所述校正测量信号的噪声影响超过所述阈值，则重复进行确定后续校正测量信号的步骤和确定对所述后续校正测量信号的噪声影响的步骤，直到(i)所确定的噪声影响低于所述阈值，或(ii)重复步骤的次数超过第二阈值，以及

用所述后续校正测量信号中最新的后续校正测量信号来替换所述第一排期测量信号，使得所述后续校正测量信号中最新的后续校正测量信号成为所述第一排期测量信号。

优选地，如果任何在前步骤的所确定的噪声影响都低于所述阈值，则确定第二排期测量信号。

优选地，所述方法还包括：