[发明专利]一种可应用于物体线性位移或转角位置的检测方法

权利要求书

1.一种可应用于物体线性位移或转角位置的检测方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：使被测量物体和检测单元发生相对线性位移L或相对转动角度T时，检测单元输出一个周期的余弦及正弦信号，并且，在一个周期内正弦及余弦信号的相位角θ_t和被测量物体相对零相位角对应位置的位移S_t或转角γ_t成正比，即

S_t=L×θ_t/（2π）或者γ_t=T×θ_t/（2π）；

步骤2：构造函数F（x）及H（x），使F（x）正比于x，H（x）正比于tanx，且有

F（0）=0，

F（x+ kπ/4）=F（x）+k×F（π/4），

令θ_t= kπ/4+η_t，η_t∈[0,π/4]，则有

将t时刻的正余弦信号相位角θ_t表示为θ_t= kπ/4+η_t，η_t∈[0,π/4]，求得F（η_t）及F（π/4）值后，可按公式计算得到被测物体相对零相位角的位移S_t，或按照公式计算得到被测物体相对零相位角的转角γ_t:

……

……

当0≤x≤π/4时，H（x）与F（x）一一对应，求得tanx后即可得H（x），由H（x）与F（x）一一对应关系可得F（x）;

步骤3：不失一般性，假设检测单元输出的正弦及余弦信号的最大幅值为MAX，最小值为0，令MID=MAX/2，用sample（sinθ_t）表示正弦信号通道t时刻信号采样值，用sample（cosθ_t）表示余弦信号通道t时刻信号采样值，则可以如下计算tanθ_t：

并根据检测单元输出的正弦及余弦信号采样值，判断对应信号相位角θ_t所处象限，令θ_t= kπ/2+β_t，β_t∈[0，π/2]，则有

可按照表1计算tanβ_t;

表1 信号相位角θ_t所处象限判断及tanβ_t计算方法

步骤4：当tanβ_t≤1时，β_t∈[0,π/4]，则

由tanβ_t求得H（β_t），并根据H（x）与F（x）一一对应关系，求得F（β_t），代入上式即可得F（θ_t）；

当tanβ_t＞1时，β_t∈（π/4,π/2]，令β_t=π/4+η_t，η_t∈[0,π/4]，则

由

可求得，由tanη_t求得H（η_t），并根据H（x）与F（x）一一对应关系，求得F（η_t），代入上式即可得F（θ_t）。