位置检测模块,位置检测系统及方法_3

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f根据公式f=y/x来计算;同样可以提高位置测量的准确度。
[0071]请一并参阅图3,其为图1所示位置检测系统100的第二种实施方式的电路图。在图3所示位置检测系统100B中,采样单元50与位置传感器20B及激励单元40电性耦合;激励单元40可以是数模转换器或其他类型的激励器,采样单元50可以是模数转换器或其他类型的采样器;在一种实施方式中,激励单元40为数模转换器,采样单元50为模数转换器。
[0072]位置传感器20B为六线式线性可变差动变压器。位置传感器20B包括可动磁芯22、激励绕组24、第一感测绕组26及第二感测绕组28。可动磁芯22与待测装置200机械连接。
[0073]激励绕组24的第一端与激励单元40电性耦合,用于接收激励单元40提供的激励信号。在一种实施方式中,激励绕组24的第二端接地。在另一种实施方式中,激励绕组24的第二端连接参考电位。
[0074]第一感测绕组26的第一端用于提供第一反馈信号给采样单元50,第一感测绕组26的第二端接地或者连接参考电位;第一反馈信号的幅值与待测装置200的位置成比例。
[0075]第二感测绕组28的第一端用于提供第二反馈信号给采样单元50,第二感测绕组28的第二端接地或者连接参考电位;第二反馈信号的幅值与待测装置200的位置成比例。
[0076]第一反馈信号的幅值及第二反馈信号的幅值均与待测装置200的位置成比例,其原理是:激励绕组24将激励信号耦合至位置感测器20B的第一感测绕组26及第二感测绕组28,使得第一感测绕组26产生第一反馈信号以及第二感测绕组28产生第二反馈信号。由于可动磁芯22与待测装置200机械连接,当待测装置200的位置发生改变时,可动磁芯22的位置也会随之发生改变;进而使得激励绕组24将激励信号耦合至位置感测器20B的第一感测绕组26及第二感测绕组28的强度也发生改变;也即耦合强度与待测装置(例如阀门)200的位置成比例,因此第一反馈信号及第二反馈信号的幅值均与待测装置200的位置成比例。
[0077]在图3所示位置检测系统100B中,采样单元50以相同的采样率对激励信号进行多次采样以分别产生多个激励采样值,对第一反馈信号进行多次采样以分别产生多个第一反馈采样值,以及对第二反馈信号进行多次采样以分别产生多个第二反馈采样值。在一种实施方式中,作为下位的实施例,图3所示第一反馈信号及第二反馈信号可以包括于图1所示反馈信号,相对应地,图3所示多个第一反馈采样值及多个第二反馈采样值可以包括于图1所示多个反馈采样值。
[0078]在第一种可选择的实施例中,控制器30用于计算在该激励信号的至少一个周期内采样到的多个激励采样值的绝对值的算术和X、多个第一反馈采样值的绝对值的算术和y以及多个第二反馈采样值的绝对值的算术和z ;其中,待测装置200的位置f根据公式f=(y-z)/x来计算。在图3所示位置检测系统100B中,即便激励信号与第一反馈信号之间存在相位差以及激励信号与第二反馈信号之间存在相位差,由于控制器30采用多个第一反馈采样值及多个第二反馈采样值与多个激励采样值之间的比较来计算待测装置200的位置,可以弥补由于第一反馈信号与激励信号之间存在的相位差以及第二反馈信号与激励信号之间的存在相位差可能会导致的位置测量不准确的技术问题;也即本发明可以提高位置测量的准确度。
[0079]在第二种可选择的实施例中,控制器30用于计算在该激励信号的至少一个周期内采样到的多个激励采样值中的正值的算术和X、多个第一反馈采样值中的正值的算术和y以及多个第二反馈采样值中的正值的算术和z ;其中,待测装置200的位置f根据公式f=(y-z)/x来计算。与前述理由类似,也可以提高位置测量的准确度。
[0080]请一并参阅图4,其为图1所示位置检测系统100的第三种实施方式的电路图。图4所示位置检测系统100C与图3所示位置检测系统100B的区别是:采样单元50与位置传感器20C电性稱合,米样单兀50未与激励单兀40电性I禹合。
[0081]因此采样单元50仅对位置传感器20C的第一感测绕组26提供的第一反馈信号进行多次采样以产生多个第一反馈采样值以及对位置传感器20C的第二感测绕组28提供的第二反馈信号进行多次采样以产生多个第二反馈采样值。
[0082]在第一种可选择的实施例中,控制器30用于计算在该第一反馈信号的至少一个周期内采样到的多个第一反馈采样值的绝对值的算术和X以及多个第二反馈采样值的绝对值的算术和I ;其中,待测装置200的位置f根据公式f=(X-y)/(X+y)来计算。与前述理由类似,图4所示位置检测系统100C通过多个第一反馈采样值及多个第二反馈采样值来计算待测装置200的位置,可以提高位置测量的准确度。
[0083]在第二种可选择的实施例中,控制器30用于计算在该第一反馈信号的至少一个周期内采样到的多个第一反馈采样值中的正值的算术和X以及多个第二反馈采样值中的正值的算术和I ;其中,待测装置200的位置f根据公式f=(X-y)/(X+y)来计算。与前述理由类似,图4所示位置检测系统100C通过多个第一反馈采样值及多个第二反馈采样值来计算待测装置200的位置,可以提高位置测量的准确度。
[0084]请参阅图5,其为一种实施方式的位置测量方法500的流程图。位置测量方法500执行于图1所示位置测量系统100、图2所示位置测量系统100A、图3所示位置测量系统100B或者图4所示位置测量系统100C中。位置测量方法500利用位置传感器20与待测装置200机械连接。位置测量方法500包括如下步骤:
[0085]步骤502:控制器30控制激励单元40产生激励信号以用于激励位置传感器20产生与待测装置200的位置成比例的反馈信号。在一种实施例中,激励单元40可以是数模转换器或者其他类型的激励器。在一种实施例中,位置传感器20可以是图2所示三线式线性可变差动变压器。在另外一种实施例中,位置传感器20可以是图3所示六线式线性可变差动变压器。
[0086]步骤504:控制器30控制采样单元50对该反馈信号进行多次采样以分别产生多个反馈采样值。在一种实施例中,采样单元50可以是模数转换器或者其他类型的采样器。
[0087]步骤506:控制器30至少部分根据该多个反馈采样值计算待测装置200的位置。
[0088]进一步地,在一种可选的实施例中,位置测量方法500还可以包括步骤:控制器30控制采样单元50对该激励信号进行多次采样以分别产生多个激励采样值,其中该待测装置的位置至少部分根据多个激励采样值与多个反馈采样值的比较来计算。在一种实施方式中,控制器30控制采样单元50以相同的采样率对激励信号及反馈信号进行采样。
[0089]在一种可选的实施例中,该待测装置200的位置根据在该激励信号的期望数量的周期内采样到的多个激励采样值与多个反馈采样值之间的比较来计算;进一步地,位置测量方法500还可以包括如下步骤:
[0090]步骤508:控制器30每隔一个或多个周期计算一次待测装置200的位置以产生多个位置值;
[0091]步骤510:控制器30计算该多个位置值的平均值或者计算已删除最大位置值及最小位置值的该多个位置值的平均值;
[0092]步骤512:控制器30利用该平均值来校准计算出的待测装置200的位置。
[0093]虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明,但本领域的技术人员可以理解,对本发明可以作出许多修改和变型。因此,要认识到,权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
【主权项】
1.一种位置检测方法,其利用位置传感器与待测装
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