[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

说明书

本发明涉及一种可应用于物体线性位移或转角位置的检测方法，在本发明中，位置检测的精度由离散化数列的项差决定，可以根据所需精度，来确定离散化数列的相关特征，如项差，项数等,本发明将被测量物体和检测单元发生相对位移或相对转动时，检测单元输出余弦及正弦信号，在一个周期内信号的相位角和位移或转角成正比，通过建立构造函数F（x）及H（x），F（x）∝x且有F（x+kπ/4）=F（x）+k×F（π/4），H（x）∝tanx，在x∈[0,π/4]内将F（x）及H（x）离散化且一一对应，F（x）离散化后记为数列A，H（x）离散化后记为数列B，项数为N时，令F（π/4）=aN，H（π/4）=bN。

技术领域

本发明涉及一种可应用于物体线性位移或转角位置的检测方法，确切讲是关于一种基于周期内输出信号相位角与被测零件线性位移或转角成正比的位置检测方法。

背景技术

使用非接触的方式检测运动零件的运动情况，具有对被检测零件影响小的优点，目前非接触的检测方式应用极广。

在零件表面附着磁栅尺，将检测单元固定在距离磁栅尺规定的位置，当磁栅尺相对检测单元在规定方向发生相对位移时，检测单元会输出电信号，目前已知的检测单元随相对位移增加，基本都输出一路正弦电压信号和一路余弦电压信号，对这两路信号进行处理，计算出相位角，该相位角和磁栅尺一个周期内的位移量成正比。据此就可以检测出磁栅尺和检测单元的相对位移。

现有的工程应用中，基本都是通过调理电路对正弦及余弦电压信号进行处理，使调理电路根据正弦及余弦电压信号电压值的相对变化输出脉冲信号，设计具体电路时根据检测精度要求来确定每个磁栅周期生成的脉冲个数，并且每个脉冲对应的位移量相同。这样，根据脉冲个数就可以计算位移量。

这种测量方法简单有效，但也存在一定问题，首先，测量精度由硬件决定，需根据测量精度要求选择硬件。其次，该方法是通过脉冲数计算相对位置，当因干扰等原因导致脉冲计数错误时，对位置的计算也会错误，绝对位置的错误会传递。

另外，由于磁场的变化，外界干扰等因素，检测单元输出信号量值可能影响检测结果，如被测零件和检测单元之间没有在检测方向发生相对位移，但其距离变化，则磁场会发生变化，导致输出信号量值变化，若检测方法对量值敏感，则会发生检测错误，如前述情况下，无相对运动，但检测结果会出现运动情况。

可见一种测量精度与硬件设计无关，通过软件在一定范围内就可以实现调整测量精度的方法，及检测结果对信号量值不敏感的方法，可以有效解决脉冲计数方法的缺陷，其工程应用更可靠，更有效。

发明内容

本发明提供一种可应用于物体线性位移或转角位置的检测方法，它基于周期内输出信号相位角与被测零件线性位移或转角成正比的位置检测，或确定被检测物体在磁场周期内的绝对位置，实现在一定范围内调整测量精度。

本发明的技术方案是：涉及一种可应用于物体线性位移或转角位置的检测方法，其方法特征是：被测量物体和检测单元发生相对位移或相对转动时，检测单元输出余弦及正弦信号，在一个周期内信号的相位角和位移或转角成正比，步骤包括：

构造函数F（x）及H（x），F（x）∝x且有F（x+ kπ/4）=F（x）+k×F（π/4），H（x）∝tanx，在x∈[0,π/4]内将F（x）及H（x）离散化且一一对应，F（x）离散化后记为数列A，H（x）离散化后记为数列B，项数为N时，令F（π/4）=aN，H（π/4）=bN。

由检测单元输出的sinθt和cosθt计算tanθt，根据sinθt和cosθt的数值可以确定θt所处的象限，将相位角记为θt = β + kπ/2，β∈[0,π/2]，根据其所处象限确定k值，并由θt= β + kπ/2计算tanβ，

情况1，θt 处于第一象限，当tanθt =tanβ≤1时，β∈[0,π/4]，由H（x）函数计算H（β），结合数列Bn，确定用数列An的项近似表达F（β）的表达式。