新型角度传感器研制中的若干问题new

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1、©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net技术与应用卿一了曰,,间值的转换还要给数据处理留出充分时间因而提高新型传感器精度的主要手段是研制一种,对嵌入式控制器提出较高要求二是惯性盘转动的高精度高速处理软件算法它能从随机过程中不均匀性必然带来额外误差随机误差。而这些采集到的大量数据中求得真值,或说找到一个足够缺点在传统的光码盘上是不存在的。近似的接近输入空间角的真值,这个高精度的快速算法还包括一个高精度的计数编码程序。二、提高分辨率的方法。、新

2、型角度传感器的系统结构如图所示三提高实时性一快速性的方法这一问题对于绝对式光码盘是不存在的,而对、角度空城时城时域角度。角度于新型传感器却是一个必须解决的棘手问题角度愉出模拟量感知器转换器编码器编码,、传感器历来是测控系统中的瓶颈它的实时性快速性直接影,响着整个系统的动态性能提高其快速嵌入式控制器,。性将会降低系统的动态误差在新型角度传感器图新型角度传感器系统结构图,中有两种办法解决这一问题一是提高处理算法,的快速性当算法确定后就只有靠提高控制器的速,角度感知器只需感知输入空间角起止时刻无,。度了这种办法可以起到一定作用另一个行之有,需传感全角状态这是完成时空转换的关键技术之“”,效

3、的方法是利用多标记的办法这可以大幅度。,,一这部分可能带来起止误差设为氏表现为在,。提高系统的速度一实时性其原理如图所示特定输入空间角时产生时间上的偏移。属系统误差,可通过系统的检定减小甚至消除它。当然从系。。统设计性能上说应当越小越好、空域时域转换器完成空间域空间角度,向时间域的转换这是新型传感器中最核心的关键乙》静感知器,惯性盘标记部件正是靠它才完成了从固有的高精密机械加工,的困境中解脱出来从传统的光电码盘变为一种新竺入角御,标记型的角度传感器从传统的模拟叶模拟过程变为模标记。标记拟空间角度叶数字时间编码这实质上是旋转甘始位,,彬一个数据采集的随机过程必然产生随机误差这或标记是新

4、型传感器的主要误差来源。嵌入式控制器一直飞又标记,标记测控这一高速数据采集过程并执行一个专门研制,。标记的快速算法使这个随机误差减到最小考虑到新,型传感器的研制的直接目的是与光电编码盘相争“”结。图新型角度传感器中的多标记构示意图在同等传感精度的情况下便是成本价格的竞争,。,因此降低系统成本是至关重要的为此嵌入式“”,,,比如在在匀速移动的惯性盘上置个标记当其控制器有两种选择对于较低精度要求,。,,通过感知器时便可得到对时序脉冲如图所示以下分辨率时可选用高档单片机而超过该一,便有以下对应关系分辨率要求时就要用诸如嵌入式工控机了叶一,分叶,⋯。弓。叶,即使这样选择新型传感器的成本也会远

5、远低于光,,。。。最终形成了⋯时序图在惯性盘的一个完码盘的©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net技术与应用卿,,,。,,,整圈内对应⋯进行编码即可得到对应同相比其特点是结构简单开发与生产容易成,,,一个输入转角而得到个结果值对这个离散本低角度分辨率与结构复杂性无直接关系总体,,的测量结果进行处理便可算出找到对应于性能价格比要高得多广泛适用于实时性要求不太,。的编码真值这样在理论上可以实现惯性盘的每一高的角度传感领域圈都可以得到一个对应的角

6、度传感数据。保守估计,取惯性盘转速二,则每秒钟转分可有一个结果参考资料算出,这可满足一般测控系统对输入角度传感器的殷镇良等,新型高精度、智能化、低成本角度。,,实时性要求传感器传感器世界年第期中科院,产长春光机所绝对式光电轴角编码器品说明书。知器输出一书丰书一一一一一纬月一塑丝圈出乍梦专梦一一一乍去革山以,一与‘,”图多标记时序图四、小角度时的不确定性一,“一,,当,很小时会出现一个不定性区这在光码,盘中也存在这个不定性区的大小取决于角度感知器的响应时间与惯性盘的转速。作者简介、、。,舒鑫兰瑛瑛殷设感知器的响应时间为惯性盘的转速为镇良哈尔滨工程大学六系一,△,。电话转分不定性区的角度

7、当量为则可算出白明宏交通银行哈尔滨分行电脑部相当的角度值一读者服务卡编号口△可以看出在小角度时新型角度传感器的不定性区,的大小与感知器及惯性盘的转速成线性关系昆仑海岸传感器,,因此从系统设计角度来说惯性盘的转速要尽量低专业生产压力、温度、液位、温湿度、,感知器的响应时间要尽量小显然在理论上小角度转速等各种、控制仪表、传感器及各种测量。传感时的实时性会变差但实际应用中由于这个小环境状态监测仪、温度集中检测仪及自控,。角度不定性区很小它的影响可以忽略。数据采集