包括用于检测轮副的角位置的电容性设备的机电装置以及用于检测轮副的角位置的方法与流程

文档序号:13743412阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种机电装置,包括一体旋转的轮副和模拟指示器构件(14)、步进电机、设置成控制所述步进电机的电子控制电路、将所述步进电机连接到所述轮副且连接到所述模拟指示器构件(14)的传动系、以及电容性检测设备(2),所述传动系具有一传动比,该传动比设计成使得步进电机以确定的整数数量的电机步进引起轮副正好完成一个整转,从而使所述电机步进将所述轮副的一个整转划分成所述整数数量的彼此等距的角位置,并且所述电容性检测设备(2)包括与所述轮副一体旋转的转子(4;10)、定子(18a,18b,20a,20b,22,24,26a,26b,26c)和电子测量电路(28),所述定子包括具有第一电容(C1)的第一对电极(18a,18b),所述转子(4;10)调适成使得,所述第一电容(C1)的值由所述转子(4;10)的角位置决定,并且所述电子测量电路(28)设置成产生由所述第一电容(C1)的值决定的信号并且将该信号提供给所述电子控制电路,其特征在于,所述定子(18a,18b,20a,20b,22,24,26a,26b,26c)包括具有第二电容(C2)的第二对电极(20a,20b),所述第二电容(C2)的值由所述转子(4;10)的角位置决定,并且所述第一对电极(18a,18b)和第二对电极(20a,20b)以及所述电子测量电路(28)配置成使得,所述信号代表所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)的相应值之间的差值,并且电子控制部件包含已存储的对应表,该对应表包含针对所述轮副的所述彼此等距的角位置的、作为所述转子(4;10)的角位置的函数的所述信号的参考值.2.根据权利要求1所述的机电装置,其特征在于,所述电子控制电路包括用于对所述步进电机的控制脉冲进行计数的电路,以便计数由所述步进电机进行的步进。3.根据权利要求2所述的机电装置,其特征在于,所述步进电机是设置成由电流脉冲供电的双极电机,该电流脉冲的流动方向必须在每次步进时反向以便沿着预定的方向操作所述电机,并且存储在所述电子控制电路中的所述对应表除了包含作为所述转子(4;10)的角位置的函数的所述信号的参考值外,还包含针对所述转子(4;10)的每个角位置的奇偶性(偶数或奇数)的指示,所述奇偶性的指示取决于是需要偶数电机步进或是需要奇数电机步进到达所述角位置.4.根据权利要求1所述的机电装置,其特征在于,所述电容性检测设备(2)的所述转子(4;10)包括由导电材料制成的轮(4),并且该轮(4)的板(8)上穿设有具有确定形状和尺寸的开口(16),所述电容性检测设备设置成使得,所述第一对电极(18a,18b)中的一个电极和所述第二对电极(20a,20b)中的一个电极分别地在所述转子(4;10)的第一和第二角位置处与所述开口(16)至少部分地相对.5.根据权利要求1所述的机电装置,其特征在于,所述第一对电极(18a,18b)和所述第二对电极(20a,20b)在垂直于所述转子(4;10)的轴线(12)的相同平面中延伸.6.根据权利要求5所述的机电装置,其特征在于,所述第一对电极(18a,18b)和所述第二对电极(20a,20b)是彼此等同的并且能通过使其中一对电极绕着所述轴线(12)旋转而重叠.7.根据权利要求1所述的机电装置,其特征在于,所述电容性检测设备(2)的定子(18a,18b,20a,20b,22,24,26a,26b,26c)包括将所述第一对电极中的一个电极(18b)连接到所述第二对电极中的一个电极(20b)的导体(24)。8.根据权利要求1所述的机电装置,其特征在于,所述模拟指示器构件(14)是指针。9.根据权利要求8所述的机电装置,其特征在于,所述指针与所述转子(4;10)成一体,所述指针沿着开口(16)的中心的方向指向使得由所述开口的存在引起的不平衡能至少部分地补偿由所述指针的重量引起的扭矩.10.根据权利要求1所述的机电装置,其特征在于,包含作为所述转子(4;10)的所述角位置的函数的所述信号的参考值的所述对应表存储在所述电子控制电路的非易失性存储器中。11.根据权利要求9所述的机电装置,其特征在于,所述信号的参考值定义了所述转子(4;10)的所述角位置的函数,所述函数是分段线性函数.12.用于确定与根据权利要求1所述的机电装置的模拟指示器(14)一体旋转的轮副的角位置的方法,所述方法包括如下步骤:I。控制所述步进电机以引起与所述轮副成一体的转子(4;10)实现一个完整的步进式旋转,并且以便于存储由所述电子测量电路(28)提供的针对在所述轮副的所述彼此等距的角位置中的两个角位置中的至少一个的信号值;II.从将所述轮副的整数数量的彼此等距的角位置中的至少一部分与同样多的所述信号的参考值匹配的所述存储表中提取分别地对应于在所述彼此等距的角位置中的两个角位置中的所述至少一个的各种可能的循环排列的多个参考值序列,并且计算所提供的所述信号的存储值序列与各个参考值序列之间的相关性;III.通过在针对各个参考值序列计算的相关性之中识别出其值为最大值的相关性来确定所述模拟指示器(14)的角位置。13.根据权利要求12所述的用于确定轮副的角位置的方法,其特征在于,在步骤(I)中,针对所述轮副的所有的所述彼此等距的角位置存储由所述电子测量电路(28)提供的所述信号的值,并且在步骤(II)中,参考值序列的数量等于所述确定的数量,所述参考值序列分别地对应于所有的所述彼此等距的角位置的各循环排列。14.根据权利要求12所述的用于确定轮副的角位置的方法,其中,所述机电装置的所述步进电机是设置成由电流脉冲供电的双极电机,该电流脉冲的流动方向必须在每次步进时反向以便沿着预定方向操作所述电机,所述方法的特征在于,所述确定的数量为偶数,并且在步骤(I)中,针对在所述轮副的所述彼此等距的角位置中的两个角位置中的一个存储由所述电子测量电路(28)提供的所述信号的值;并且在步骤(II)中,所述参考值序列的数量等于所述确定的数量的一半,所述参考值序列分别地对应于在所述彼此等距的角位置中的两个角位置中的所述一个的各循环排列.15.根据权利要求12所述的用于确定轮副的角位置的方法,包括产生对应表的初始步骤,所述产生步骤包括产生理论曲线以及基于由所述电容性检测设备提供的实验曲线调整所述理论曲线的参数.16.根据权利要求15所述的用于确定轮副的角位置的方法,其特征在于,产生所述理论曲线包括使所述轮副进行一个完整的步进式旋转,以及响应于所述旋转存储由所述电子测量电路提供的所述信号的值.17.根据权利要求16所述的用于确定轮副的角位置的方法,其特征在于,产生所述理论曲线包括确定由所述电子测量电路提供的所述值的最大值,所述理论曲线接连地包括朝向所述最大值的上升沿、平坦部分、以及下降沿.18.根据权利要求16所述的用于确定轮副的角位置的方法,其特征在于,产生所述理论曲线包括确定对应于由所述电子测量电路提供的所述值的最大值的第一步级和确定对应于所述值的最小值的第二步级,所述理论曲线包括在所述第一步级处居中的第一正平坦部分,和在所述第二步级处居中的第二负平坦部分.19.根据权利要求16所述的用于确定轮副的角位置的方法,包括对由所述电子测量电路提供的所述值进行傅立叶变换,以便于获得频谱,然后对所述频谱的谐波进行反向变换。
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