基于查表原理的单对磁极编码器研制

与光电编码器相比,磁性编码器结构简单、易微型化、且不受尘埃及结雾的影响,但其分辨率和精度较低且难以提高,严重制约了其应用和发展。针对单对磁极编码器,深入分析了传统处理方式上存在的缺陷,提出一种基于标定查表的信号处理方式。采用六路霍尔传感器均布在圆周上,把变化的磁场转换成电压信号,经差分得到查表用三相电压信号。在离线状态下,用高精度光电编码器对电压信号与电机旋转角度进行标定,并把角度数据存储在EEPROM中。工作过程中采用三相电压信号分区间查表得到电机旋转角度值,用FPGA(programmablegatearrayField)进行信号处理,实现了分辨率15位,精度14位(16384线)的角度输出,能够满足电机恶劣环境下高精度位置检测的要求。

过采样提高单对磁极编码器分辨率

采用标定查表处理方式能提高单对磁极编码器的分辨率。但从处理原理上可以看出:分辨率取决于电路中采用的ADC位数和原始信号的信噪比。要实现高分辨率的角度输出,只能采用高分辨率的ADC和提高电路设计质量。在信号处理上,摒弃了传统的模拟差分而采用数字差分,在效果上相当于增加了1位ADC的有效位数。在模拟信号采样上采用过采样方法,以4倍奈奎斯特频率进行采样,信号SNR增加6 dB,在效果上相当于增加了1位ADC有效位数。实验中用10位的ADC实现了分辨率为12.5位的绝对式角度输出。

单对磁极磁编码器的信号获取方案

磁编码器相对于光电编码器而言,具有结构简单且不受外界环境影响等优势,但其精度和分辨率较低。针对单对磁极磁编码器,设计了新型的磁体结构,对磁体周围的磁场分布及变化规律进行了理论推导及有限元分析,其中理论推导是从磁偶极子的磁场强度出发的,有限元分析采用的是ANSYS软件。进一步结合实验论证,确定了合适的信号获取方案,为后续的信号处理奠定了良好的基础。

基于椭圆假设的单对磁编码器误差补偿方法

研究了一种单对磁极磁编码器的误差补偿方法。针对单对磁极磁编码器中存在的零位误差、灵敏度误差、正交误差和铁磁干扰等每一种误差进行分析，得出各自的误差表达式。为了便于误差补偿，总结出描述这种误差共性的表达式，此式将误差的形成过程假设为圆到椭圆的变化过程，其逆过程就是误差补偿的过程。实验结果表明，利用此种方法的磁编码器精度达到了0．02°，误差补偿效果明显。根据此方法研究的磁编码器具有成本低、精度高、使用方便的特点。

基于信号运算和插值原理的磁轴角编码器

磁轴角编码器结构简单,易实现微型化,适应恶劣环境能力强。但其分辨率和精度较低,影响其发展和应用。文中针对单对磁极编码器进行改进设计,采用新型的磁体结构设计无接触式传感器,使用TMS320vc5509 a进行信号处理,运用数字滤波技术,提高信号质量。使用插值原理提高分辨率和精度,以8 b it分辨率实现了1 024 p/r绝对式角度输出。

Acceleration Effect in the Field of Neutron Star with Electric and Magnetic Charge and Magnetic Moment

The expression of acceleration in the external gravitational field of neutron star with electric and magnetic charge and magnetic moment is obtained. And some gravitational effects and properties of the field are discussed respectively from the contributions of the electric and magnetic charge and magnetic moment on the acceleration.