镜像柱面螺线形线圈电磁角度传感器

摘要

本发明涉及一种镜像柱面螺线形线圈电磁角度传感器，它采用具有正反柱面螺线形线圈镜面对称的结构制做激磁线圈和感应线圈，由此来消除激磁线圈相对感应线圈轴向微小窜动对相对转动角度计算精度的影响，本发明采用一路激磁信号输入，两路感应电压输出的设计，由同步于激磁信号的采样获得两路感应电压的模数转换后的数值，利用这两个数值之比，计算出相对旋转角度。激磁电流的强度曲线为间断曲线，在保证采样正常的前提下，空闲时间段激磁电流为零，从而减少热量产生，提高稳定性。

主权项

一种电磁角度传感器，其特征为：采用柱面正反螺线形的激磁线圈和感应线圈的同轴镜像对称结构，该传感器包括一路激磁信号输入，两路感应电压信号输出，激磁信号是激磁电流强度曲线为间断正弦形或间断的锯齿形，在保证感应电压采样前提下，空闲时间激磁电流为零；其中，激磁线圈产生有用磁场的导线形状和感应线圈感应有用电压的导线形状均为柱面螺线形状，每根导线的螺距和轴向尺寸是相等的，激磁线圈有2N根螺线形导线，感应线圈有4N根螺线形导线，这两组导线分别均匀分布在两个直径不同的圆柱形机体上，所谓均匀分布是指：起始端和末端分别都在垂直于轴线的两个截面上，且在360°内均匀分布；将激磁线圈和感应线圈同轴地、端点对齐地套在一起，即组成了一个电磁传感头；采用正螺线形和反螺线形线圈各做一个电磁传感头，两个电磁传感头再镜像对称地相接，即形成了电磁角度传感器核心部分；激磁线圈连接方法是：(1)、将两个电磁传感头的激磁线圈镜像相邻的导线端相接，形成每根导线都具有正反螺线两个部分，(2)、激磁线圈上的导线的一端第2根与第3根相接，第4根与第5根相接，直到第(N‑2)根与第(N‑1)根相接，留有第1根与第N根的两端为激磁信号的输入端，(3)、激磁线圈上的导线的另一端第1根与第2根相接，第3根与第4根相接，直到第(2N‑1)根与第2N根相接；感应线圈连接方法是：(1)、将两个电磁传感头的感应线圈镜像相邻的导线端相接，形成每根导线都具有正反螺线两个部分，(2)、感应圈上的导线的一端第3根与第5根相接，第4根与第6根相接，第7根与第9根相接，第8根与第10根相接，直到第(4N‑5)根与第(4N‑3)根相接和第(4N‑4)根与第(4N‑2)根相接，留有第1根与第(4N‑1)根的两端为一路感应电压的输出端，留有第2根与第4N根的两端为另一路感应电压的输出端，(3)、感应圈上的导线的另一端第1根与第3根相接，第2根与第4根相接，直到第(N‑3)根与第(N‑1)根相接和第(N‑2)根与第N根相接。