一种新颖的绝对式磁栅位移传感器

为了提高磁栅的分辨率,降低成本并实现绝对式输出,构建了一种磁栅结构。采用永磁体作为磁栅源,6个气隙为2.8mm的线性霍尔把磁信号转换成电信号,经过差分得到三相电压信号,在信号处理上采用基于校准查表的信号处理方式。在离线状态下,用高分辨率的光栅对磁栅进行校准。对光栅的输出和磁栅的三相信号同时采样并上传到计算机,得到标准位移和三相信号的对应关系并存储在主控芯片中以供查表。实际工作状态中,分区间根据三相信号查表得到位移。根据此原理制出样机,实现了单信号周期内的绝对位置检测,分辨率达到0.001mm以下,结构简单、成本低廉。

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。