具有减小的偏差电压的位置检测组件以及使用这样的组件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明有关于具有减小的偏差电压的运动部件的位置检测组件，该运动部件包括 感应类型的位置传感器以及该传感器的信号处理设备。传感器的电压测量误差一称为偏差 电压一对应于运动部件的位置的测量值与该部件的实际位置之间的差异。
【背景技术】
[0002] 因此，在主要的应用上(但并非是排它的)，本发明涉及由转动传感器给定的位置 测量的改进。这些转动传感器在工业自动化领域中具有大量应用，特别是每当需要以足够 的精度监测运转中的机械元件的位置时。例如，一贯的是监测每分钟旋转直到15000转的 马达的角度位置。
[0003]感应类型的位置传感器借助于对根据运转中的部件的元件的位移而变化的电流 或电压的分析来给定机械部件的位置。这种运动元件可能或者是该部件自身，或者是被称 为目标的运动元件一被固定所述部件上并且能够得知其位置。要分析的电压一在平坦的感 应传感器的情况下一被由通行于固定电路(被称为初级电路，通常在平坦表面上以环路的 形式布置）的高频交流电流感应出。该高频交流电流在至少一个次级电路中感应出与通行 于该次级电路的强度相同的频率的磁场。
[0004]次级电路同样是固定的。每个次级电路被放置在接近初级电路的表面的平坦表面 上，形成至少两个环路，对于这至少两个环路而言，初级电路和次级电路的环路之间耦合在 每个次级电路的环路中创建磁通量。运动目标切割磁通量的通路，并且结果由环路中的磁 场所感应出的电压按照在这些环路之前的目标的位置而变化。
[0005]感应传感器可以具有平坦的构造，但是也可以具有轴向的构造，具有呈螺线管形 状的初级电路和次级电路，以及在初级电路的螺线管和次级电路的螺线管之间前进和后退 的圆柱形状的目标。就对次级电路的端部处的电压进行分析的方面来说，结果是一样的。
[0006]电压的测量是在次级绕组t的端部处作出的，并且所测量的电压描述在负的最小 值和正的最大值之间的类似于正弦曲线的曲线。在其中安放了两个次级电路的经典情况 下，一个次级绕组的曲线是正弦曲线并且另一个次级绕组的曲线是余弦曲线。
[0007]在次级电路的端部处采集的电压的结果首先被处理以被实现为如下形状：首先， 由解调去除因初级电路的电流所致的高频分量，然后进行根据来自次级电路的被称为正弦 信号和余弦信号的信号的计算，借助于反正切函数来提供目标的角度位置。
[0008]这些信号的处理例如被描述于专利文献FR 2542468、EP 0182085或EP 0468642 中。其主要使用在次级绕组的输出端部与传感器的输出端部之间的以下的设备： 鲁连结在每个次级电路的端部处的放大器，用于放大从一个或从另一个次级电路接收 到的信号；优选地，每一次级电路一个放大器，同时地处理两个电路，这允许不使信号的处 理延迟； 鲁具有解调和低通滤波器的信号塑形电路；解调由被连接成开关(还被称为"switch (开关)")的复用器执行。在塑形电路的输出处，获得对应于次级电路的呈正弦形状的信号， 并且对于另一个次级电路，获得呈余弦形状的信号。
[0009] 表示目标的位移的这些正弦信号由于寄生脉冲(请参照图2的标注10, 11和13) 而变形。这些变形在下文中如图1和图2所图解那样的正弦曲线中表现为寄生信号，寄生 信号在目标的角度位置的计算中引起误差。这些寄生信号10, 11和13对于根据现有技术 的传感器的构造来说是固有的，并且主要因以下的两个设备所致：放大所测量的值并且还 放大误差的放大器，以及充当解调器的切换器。实际上，这些切换器的输出之一不连接到任 何元件，该输出在复用器被连接在放大器的伺服环路中时将寄生脉冲注入到该环路中。
【发明内容】
[0010] 本发明目标在于通过优化用于处理并且用于分析信号的元件的安装架构来去除 被称作偏差电压的这些测量误差，以便最小化这些偏差电压的影响。
[0011] 更准确地，本发明的目的在于一种具有减小的偏差电压的用于测量运动元件的位 置的检测组件。该组件包括配备有固定的初级绕组、一个或多个固定的次级绕组的感应类 型的传感器；以及运动元件，适于修改在次级绕组中创建的磁场以感应出指示该运动元件 的位置的信号。该组件还包括与传感器的次级绕组的输出相接的该传感器的信号处理设 备，该信号处理设备尤其包括信号放大器；以及经由低通滤波器接至输出端部的复用器。在 该组件中，放大器被从一侧连接到低通滤波器并且被从另一侧连接到传感器的输出端部。
[0012] 在对信号进行处理之后从传感器的输出端部的一侧插入放大器，而不是把放大器 插入到次级绕组的输出端部那一侧提供如下优点：对其寄生脉冲已经被清除的信号进行放 大。
[0013] 根据有利的特性，根据本发明的检测组件包括： ?至少一个RC滤波器（即包括电阻R和电容C的滤波器)，来自每一次级绕组的电压通 过所述至少一个RC滤波器，这除去在测量电路中的不想要的电荷注入； 鲁并联连接的两个复用器，来自每个RC滤波器的电压通过所述两个复用器中的每个， 并且所述两个复用器适于在低通滤波器和位于次级绕组之间的公共点之间进行切换，以便 消除这些电压高频分量。
[0014] 有利地，利用被连接在固定的次级绕组之间的公共点处的复用器的输出的布线， 减小归因于复用器的切换的电脉冲对测量结果的影响。此外，在RC滤波器被插入在次级绕 组的输出端部和复用器之间的情况下，由复用器的操作所创建的寄生脉冲具有显著缩短的 持续时间。
[0015] 本发明还有关于一种减小来自其中使用了上述检测组件的感应类型的位置传感 器的信号的偏差电压的方法。该方法在于：相继地并且以如下这种顺序处理来自检测组件 的次级绕组的信号： ?进行RC滤波， 鲁进行用于对信号进行解调的复用， 鲁进行低通滤波以去除该信号的高频分量，以及 鲁在通过所述传感器的输出端部之前进行放大。
【附图说明】
[0016] 从本领域技术人员看来，本发明的其它信息、特性和优点在参照随附各图阅读随 后的非限制性的描述的情况下将变得明显，随附各图分布表示： 一图1是根据现有技术的用于处理所接收到的信号的传感器的一部分的实施示意图； 一图2是在根据现有技术的传感器的放大器的输出处的电压曲线的表示示图； 一图3是根据本发明的检测组件的信号处理设备的实施例的示意图；以及 一图4是在根据本发明的检测组件的复用器的输入处的电压曲线的表示示图。
【具体实施方式】
[0017] 图1图解用于测量运动元件或目标M的位置的现有技术的检测组件D，检测组件D 包括感应类型的传感器C和目标M，感应类型的传感器C配备有初级绕组lb、两个次级绕组 la和lc，