用于绝对角度位置的感测系统的制作方法_3

文档序号:9829736阅读:来源:国知局
示例性实施方案的框图500。套筒504包括防旋转销508。防旋转销508是保持构件的示例,该保持构件可以与外壳联接以相对于旋转构件205将套筒504保持旋转对齐。当套筒504沿旋转构件205轴向行进时,该布置将联接至套筒504的磁体506(例如,线性磁体)保持在旋转的恒定位置中。套筒504还可以包括安装在保持构件的凹槽中的弹簧承载球503。弹簧承载球503在完全顺时针位置的端部处阻止套筒从旋转构件掉落。
[0094]图6A是示出本发明的实施方案所使用的霍尔效应传感器302横截面的框图600。霍尔效应传感器302包括外壳310,该外壳310容纳旋转构件205、主印刷电路板306以及子印刷电路板308 ο当套筒304沿旋转构件205轴向地行进时,线性霍尔效应传感器314检测磁体312的位置。线性印刷电路板308结合由线性霍尔效应传感器314收集的信息,使得主印刷电路板306与子印刷电路板308可以计算旋转构件205已经完成的圈数。
[0095]图6B是示出本发明的实施方案所使用的霍尔效应传感器302横截面的俯视图的框图620。霍尔效应传感器302包括外壳310、旋转构件205以及线性印刷电路板308。线性印刷电路板308位于穿过外壳310钻出的或钻削的孔中,该孔平行于旋转构件205的轴线303。
[0096]图6C是示出从示出霍尔效应传感器302的横截面的另一个俯视图看的本发明的示例性实施方案的框图640。霍尔效应传感器302包括外壳310、主印刷电路板306以及子印刷电路板308,其中,子印刷电路板联接至主印刷电路板306。示出在图6A与6B中的旋转构件205位于图6C中的主印刷电路板306下方。
[0097]图7A是示出从顶部透视的主印刷电路板706的示例性实施方案和子印刷电路板708的框图700。主印刷电路板706包括微处理器711、可以为I至6多路复用器的多路复用器706,以及3.3伏调节器709。本领域的普通技术人员可以认识到微处理器711、多路复用器706,以及电压调节器708可以是不同的种类。多路复用器706可以在子印刷电路板708的六个线性传感器(例如,图7D的线性位置传感器762)中选择。在另一个实施方案中,由于子印刷电路板704上的不同数量的线性感测器,多路复用器706可以是不同类型的多路复用器。微处理器711配置成基于发送至微处理器711的线性感测器的输出来确定旋转构件(未示出)完成的圈数。
[0098]图7B是示出从底部透视的主印刷电路板706的示例性实施方案的框图720。主印刷电路板706以直角安装至子印刷电路板708,且主印刷电路板706包括霍尔效应传感器722。例如,霍尔效应传感器722可以是市售的CMOS霍尔效应传感器。霍尔效应传感器722可以检测例如联接至旋转构件(未示出)的永磁体的磁体(未示出)的角度位置。
[0099]图7C是示出主印刷电路板706与子印刷电路板708之间的相互连接部742的示例性实施方案的框图740。相互连接部742是用于通过对主印刷电路板706的焊接连接将子印刷电路板708连接至主印刷电路板706的联接的示例。
[0100]图7D是示出与主印刷电路板706联接的子印刷电路板708的另一个示例性实施方案的框图760。子印刷电路板708包括多个线性位置传感器762。例如,线性位置传感器762可以是市售的线性位置传感器或定制生产的线性位置传感器。线性位置传感器762可以确定磁体的线性移动的绝对位置,磁体例如在图3-6C中示出的存在的霍尔效应传感器的实施方案中的套筒(未示出)上的线性磁体(未示出)。该绝对位置可以关联至旋转构件的圈数。在图7D的实施方案中,六个线性位置传感器被使用;然而,任何数量的线性位置传感器可以被用于检测旋转构件的更大或更少数量的圈数。
[0?0? ]图8A是示出表示在外壳的狭槽817中的子印刷电路板708的示例性实施方案的示意图800。子印刷电路板708包括线性传感器862,线性传感器862在外壳中沿狭槽817平行于旋转构件的轴线布置。
[0102]图8B是示出在其外壳中的霍尔效应传感器802的示例性实施方案的示意图850。该霍尔效应传感器包括子印刷电路板708,子印刷电路板708平行于具有旋转磁体856的转子854的轴线803。
[0103]图9A是示出包括由本发明所使用的套筒904的旋转构件905的示例性实施方案的框图900。套筒904包括线性磁体912。套筒904还配置成补充转子909的螺纹使得套筒904可以夹持旋转构件905。旋转构件905还包括旋转磁体856以确定旋转构件905的角度位置。线性磁体912布置成确定垂直位置,且因此确定旋转构件905的圈数。
[0104]图9B是示出套筒904的示例性实施方案的框图910。该套筒包括线性磁体912。如上面描述的,线性磁体912的位置配置成通过子印刷电路板(未示出)的线性位置传感器检测,以确定旋转构件已经完成的圈数。
[0105]图1OA是示出理想的线性传感器输出的示例性实施方案的曲线图1000。理想的线性传感器输出1001是没有来自磁体、霍尔效应传感器、其它线性传感器,或其它干扰源干扰的线性传感器的输出。大的旋转磁体和传感器输出确定转子在O度至360度之间的位置。然而,多个线性传感器检测该套筒中的较小的、二级磁体的位置,以确定该传感器已经旋转多少次。在一个实施方案中,图1OA的垂直轴线表示来自具有512计数的零场值和取决于磁极的在任一侧上的512的振幅的1位霍尔效应传感器的数字输出。然而,本领域的普通技术人员可以认识到霍尔效应传感器可以具有不同的零场值和振幅。
[0106]图1OB是示出随着转子转动十圈(例如,3600度的旋转)来自线性印刷电路板的线性传感器输出的示例性实施方案的曲线图1003。通常,更靠近旋转磁体的传感器比离该旋转磁体更远的传感器接收来自旋转磁体的更高的干扰。在某些实施方案中,磁屏蔽件可以保护该线性传感器免受这样的干扰。然而,可以使用方法,基于来自所有的传感器(例如,零到五个传感器)的信息来确定且消除这样的干扰,且精确地确定该旋转构件的圈数。例如,由于传感器O 1004最靠近旋转磁体,因此传感器O 1004接收高的干扰。由于传感器I 1006第二靠近该磁体,因此传感器I 1006还包括高的干扰。传感器5 1014离该磁体最远,因此传感器5 1014几乎没有来自更大的磁体的干扰。然而,由于转子转动十次,每个传感器的每个波输出的每个输出具有十个正弦波峰。
[0107]图1OC是示出该多个传感器的定向的框图1040。传感器O1004最靠近旋转磁体,接着是传感器O 1004、传感器I 1006、传感器2 1008、传感器3 1010、传感器4 1012、传感器51014。
[0108]图11是示出传感器之间的差异的示例性实施方案的曲线图1100,该差异是用于减少旋转磁体的干扰的属性。在曲线图的不同的部分中,差异被计算以减少干扰。例如,在该曲线图的最左部分上,传感器二与传感器一的差异1104被计算。朝右移动,传感器三与传感器二的差异1106被计算,接下来是传感器四与传感器三的差异1108被计算,且然后传感器五与传感器四的差异1110被计算。在曲线图的最右部分上是特殊情况1112,特殊情况1112表示不存在用于减法的更高的传感器的区域。该差值通过使用两个传感器之间的差异导出,该差值消除来自位置信息的正弦波干扰,且提供确定正确圈数的途径。每当传感器具有最大值(如图1OB中所示)时,两个随后的传感器之间的差异可以被计算。例如,当传感器零具有最大值时,该差异根据传感器2与传感器I来计算。当传感器4具有最大值时,由于只存在一个随后的传感器,所以特殊情况被计算,因为在该实施方案中没有传感器6,传感器5是唯一可用的更高编号的传感器。
[0109]图12A是示出霍尔效应传感器值1242与对应的相关值1244的曲线图1240。除了差值,相关值是霍尔效应传感器值1242(例如,主360度传感器)的成比例的变体(scaledvers1n)。在一个实施方案中,相关值是主传感器的值除以30,且用于确定圈数。在一个实施方案中,图12A中的垂直轴表示来自12位旋转霍尔效应传感器的数字输出。12位旋转霍尔效应传感器的值从O至4096变化,这些值对应于从O至360机械角度的旋转(或O至2JT弧度)。转子转动10圈,该输出重复10次。本领域的普通技术人员可以认识到,可以使用其它分辨率的旋转霍尔效应传感器。
[0110]图12B是示出指示何时霍尔效应传感器已经完成一个完整的转动的霍尔函数的曲线图1200。截断函数1206对应于指示霍尔效应传感器的真实圈数的相关值1202。截断函数通过从差值1204中减去相关值1202来计算。每当存在不连续性,截断函数可以确定一圈已经完成,且可以增加或减少基于该不连续性的计数。
[0111]截断函数1206设计成在霍尔效应传感器的相同位置处具有不连续性。该不连续性将正确的圈数值同步至霍尔效应传感器,且提供线性传感器中的变化。对每个传感器0、1、
2、3和4而言,传感器的正
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1