[发明专利]一种旋转体的非接触式绝对角度位置传感器及使用方法

权利要求书

1.一种旋转体的非接触式绝对角度位置传感器，其特征在于，所述旋转体的非接触式绝对角度位置传感器包括：与旋转体同轴的或者相对静止的双极磁环、线性霍尔集成电路、信号处理电路板；

在旋状体上套一个径向磁化的双极磁环，三个霍尔集成电路等间距弧形摆放或者两个霍尔集成电路等间距、正交的摆放的方式，利用机械装置安装霍尔集成电路；霍尔集成电路与信号处理电路连接。

2.如权利要求1所述的旋转体的非接触式绝对角度位置传感器，其特征在于，在旋转体匀速旋转的条件下，三个线性霍尔集成电路输出电压信号是振幅和频率相同、初相位不同的正弦波；以中间线性霍尔集成电路输出电压信号为参照，左右两个线性霍尔集成电路的输出信号的初相位与旋转体的旋转方向有关，且互为相反数。

3.如权利要求1所述的旋转体的非接触式绝对角度位置传感器，其特征在于，所述信号处理电路板包括ADC、CPU、通信接口；

ADC，是三路或者两路输入，分辨率决定了绝对角度位置的精度；

CPU，完成ADC的初始化、中断控制、计算、存储和输出；

通信接口，完成绝对角度位置数字信号的输出，可以是串口输出，也可以并口输出，当ADC的采用速率很高时使用并口方式。

4.如权利要求1所述的旋转体的非接触式绝对角度位置传感器，其特征在于，所述线性霍尔集成电路的摆放位置，除了三个等间距、弧形状外，还可以采用两个等间距、正交的摆放。

5.一种如权利要求1所述旋转体的非接触式绝对角度位置传感器的使用方法，其特征在于，所述旋转体的非接触式绝对角度位置传感器的使用方法包括：

第一步，在旋状体上套一个径向磁化的双极磁环，也可以通过机械传输装置引出绝对角度，确保磁环的角度位置就是旋转体的角度位置；

第二步，采用三个霍尔集成电路等间距弧形摆放或者两个霍尔集成电路等间距、正交的摆放的方式，利用一个机械装置安装霍尔集成电路；

第三步，把霍尔集成电路与信号处理电路连接，信号处理电路的CPU计算出旋转体的绝对角度位置，通过通信接口输出旋转体的绝对角度位置；

CPU计算绝对角度位置θ的算法，对于有三个霍尔集成电路对称摆放，CPU计算绝对角度位置θ的算法按以下步骤进行：(1)对B路信号S_B(t)进行归一化为s_b(t)；(2)判断s_b(t)是否等于0；(3)在s_b(t)为0的条件下，如果S_C(t)大于S_A(t)，直接给出绝对位置角θ为0°；反之，θ为180°，计算结束；(4)在s_b(t)大于0的条件下，如果S_C(t)大于S_A(t)，绝对位置角θ为arcsin[s_b(t)]；反之，θ为180°-arcsin[s_b(t)]，计算结束；(5)在s_b(t)小于0的条件下，如果S_C(t)大于S_A(t)，绝对位置角θ为360°+arcsin[s_b(t)]；反之，θ为180°-arcsin[s_b(t)]，计算结束；

对于两个等间距、正交的摆放线性霍尔集成电路，CPU计算绝对角度位置θ的算法按以下步骤进行：(1)将两路信号S_A(t)和S_B(t)归一化为s_a(t)和s_b(t)；(2)判断s_a(t)是否等于0；(3)在s_a(t)为0的条件下，如果s_b(t)等于1，直接给出绝对位置角θ为0°；反之，θ为180°，计算结束；(4)在s_a(t)大于0的条件下，如果s_b(t)大于0，绝对位置角θ为arcsin[s_a(t)]；反之，θ为180°-arcsin[s_a(t)]，计算结束；(5)在s_a(t)小于0的条件下，如果s_b(t)大于0，绝对位置角θ为360°+arcsin[s_a(t)]；反之，θ为180°-arcsin[s_a(t)]，计算结束。