一种角位移测量装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种角位移测量装置及系统，测量装置包括：变阻器单元，变阻器单元包括间隔设置的第一变阻器和第二变阻器；第一变阻器用于根据旋转触片的旋转角度产生第一电压信号；第二变阻器用于根据旋转触片的旋转角度产生第二电压信号；第一电压信号与第二电压信号之间相差一定的相位角度；电压信号采集单元，电压信号采集单元与变阻器单元连接，用于接收第一电压信号以及第二电压信号；处理单元，处理单元与电压信号采集单元连接，处理单元用于根据第一电压信号以及第二电压信号计算得到角位移。本发明专利技术实施例提供的技术方案，在保证测量精度的同时提高了角位移测量装置的量程。的量程。的量程。

【技术实现步骤摘要】
一种角位移测量装置及系统


[0001]本专利技术实施例涉及传感器
，尤其涉及一种角位移测量装置及系统。

技术介绍

[0002]装载机在实现智能化控制的过程中，要实现对工作装置的精确控制，必然需要使用传感器来检测装载机工作装置的位置姿态，其中使用的一种角位移传感器用于测量装载机工作装置的转动角度，传感器的角度测量范围对应0～5V电压信号，例如传感器的测量角度为110
°
，则0～110
°
对应0～5V输出，但由于传感器测量范围的两端很难保证输出精度，所以通常使用角度传感器量程的中间区间进行测量，有效测量范围约0.5V～4.5V，若有效测量角度为90
°
，则测量信号斜坡约44mV/度。
[0003]由于装载机工作装置的转动半径大，所以即使在工作装置转轴处测量的转动角度存在一个很小的误差，工作装置末端位置也有可能存在很大偏差。由于信号采集系统不可避免的会存在一定的采集误差，所以为了保证测量精度，传感器的信号斜坡不能太小，需满足一定的要求才能够降低由于采集误差造成整个测量系统误差增大。传感器信号斜坡在满足一定条件的情况下，导致传感器测量角度大小受到一定的限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种角位移测量装置及系统，以在保证测量精度的同时提高了角位移测量装置的量程。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种角位移测量装置，包括：
[0006]变阻器单元，所述变阻器单元包括间隔设置的的第一变阻器和第二变阻器；每一变阻器包括旋转触片，所述第一变阻器用于根据所述旋转触片的旋转角度产生第一电压信号；所述第二变阻器用于根据所述旋转触片的旋转角度产生第二电压信号；所述第一电压信号与所述第二电压信号之间相差一定的相位角度；
[0007]电压信号采集单元，所述电压信号采集单元与所述第一变阻器以及所述第二变阻器连接，用于接收所述第一变阻器输出的所述第一电压信号，以及接收所述第二变阻器输出的所述第二电压信号；
[0008]处理单元，所述处理单元与所述电压信号采集单元连接，所述处理单元用于根据所述第一电压信号以及所述第二电压信号计算得到角位移。
[0009]可选的，每一变阻器还包括环状的电阻体和旋转触片接线柱，两个所述旋转触片均固定在同一转轴上，所述转轴用于带动所述旋转触片在所述电阻体上转动；所述旋转触片在所述电阻体上的位置与所述旋转触片接线柱输出的电压信号对应；所述旋转触片接线柱与所述电压信号采集单元连接，所述旋转触片接线柱用于向所述电压信号采集单元输出所述电压信号；
[0010]所述第一变阻器还包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端、第三电压信号输入端和第四电压信号输入端；所述第一电压信号输入端、所述第二电压信号输入端、所
述第三电压信号输入端和所述第四电压信号输入端间隔设置在所述第一变阻器的电阻体上；
[0011]所述第二变阻器还包括第五电压信号输入端、第六电压信号输入端、第七电压信号输入端和第八电压信号输入端；所述第五电压信号输入端、所述第六电压信号输入端、所述第七电压信号输入端和所述第八电压信号输入端间隔设置在所述第二变阻器电阻体上。
[0012]可选的，沿旋转方向，所述第一电压信号输入端与所述第二电压信号输入端间隔第一预设角度；所述第二电压信号输入端与所述第三电压信号输入端间隔第二预设角度；所述第三电压信号输入端与所述第四电压信号输入端间隔所述第一预设角度；所述第四电压信号输入端与所述第一电压信号输入端间隔所述第二预设角度；
[0013]沿所述旋转方向，所述第五电压信号输入端与所述第六电压信号输入端间隔所述第二预设角度；所述第六电压信号输入端与所述第七电压信号输入端间隔所述第一预设角度；所述第七电压信号输入端与所述第八电压信号输入端间隔所述第二预设角度；所述第八电压信号输入端与所述第五电压信号输入端间隔所述第一预设角度；
[0014]沿所述旋转方向，所述第一电压信号输入端与所述第五信号输入端相差第三预设角度；
[0015]所述旋转方向为以所述转轴为轴的逆时针旋转方向或顺时针旋转方向。
[0016]可选的，测量装置还包括电源模块，各所述电压信号输入端均与所述电源模块连接；
[0017]所述第一电压信号输入端和所述第四信号输入端输入第一电压值，所述第二电压信号输入端和所述第三电压信号输入端输入第二电压值，所述旋转触片沿所述旋转方向从所述第一电压信号输入端转动到所述第二电压信号输入端过程中，以及从所述第三电压信号输入端转动到所述第四电压信号输入端过程中，所述第一变阻器的旋转触片接线柱输出的第一电压信号线性变化；所述旋转触片沿所述旋转方向从所述第二电压信号输入端转动到所述第三电压信号输入端过程中，以及从所述第四电压信号输入端转动到所述第一电压信号输入端过程中，所述第一变阻器的旋转触片接线柱输出的第一电压信号为固定值。
[0018]可选的，测量装置还包括电源模块，各所述电压信号输入端均与所述电源模块连接；
[0019]所述第五电压信号输入端和所述第六电压信号输入端输入第一电压值，所述第七电压信号输入端和所述第八电压信号输入端输入第二电压值，所述旋转触片沿所述旋转方向从所述第五电压信号输入端转动到所述第六电压信号输入端过程中，从所述第七电压信号输入端转动到所述第八电压信号输入端过程中，所述第二变阻器的旋转触片接线柱输出的第二电压信号为固定值；所述旋转触片沿所述旋转方向从所述第六电压信号输入端转动到所述第七电压信号输入端过程中，以及从所述第八电压信号输入端转动到所述第五电压信号输入端过程中，所述第二变阻器的旋转触片接线柱输出的第二电压信号线性变化。
[0020]可选的，所述处理单元包括单片机，所述处理单元用于根据所述第一电压信号对应的波形与所述第二电压信号对应的波形在一个圆周角范围内的三个交点确定第一计算区间、第二计算区间、第三计算区间和第四计算区间；三个交点包括第一交点、第二交点和第三交点；所述第一交点和所述第三交点对应的电压值相等；
[0021]所述处理单元用于基于以下条件确定所述第一计算区间：
[0022]S1≥S2，并且S2＜a；
[0023]所述处理单元用于基于以下条件确定所述第二计算区间：
[0024]S1≥S2，并且S2≥a；
[0025]所述处理单元用于基于以下条件确定所述第三计算区间：
[0026]S2≥S1，并且S1≥a；
[0027]所述处理单元用于基于以下条件确定所述第四计算区间：
[0028]S2≥S1，并且S1＜a；
[0029]其中，S1为所述第一电压信号的电压值，S2为所述第二电压信号的电压值，a为所述第一交点和所述第三交点对应的电压值。
[0030]可选的，在所述第一计算区间，所述处理单元用于基于以下公式计算得到角位移：
[0031]D＝U1*V；其中U1＝S
1-a；
[0032]在所述第二计算区间，所述处理单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角位移测量装置，其特征在于，包括：变阻器单元，所述变阻器单元包括间隔设置的第一变阻器和第二变阻器；每一变阻器均包括一旋转触片，所述第一变阻器用于根据所述旋转触片的旋转角度产生第一电压信号；所述第二变阻器用于根据所述旋转触片的旋转角度产生第二电压信号；所述第一电压信号与所述第二电压信号之间相差一定的相位角度；电压信号采集单元，所述电压信号采集单元与所述第一变阻器以及所述第二变阻器连接，用于接收所述第一变阻器输出的所述第一电压信号，以及接收所述第二变阻器输出的所述第二电压信号；处理单元，所述处理单元与所述电压信号采集单元连接，所述处理单元用于根据所述第一电压信号以及所述第二电压信号计算得到角位移。2.根据权利要求1所述的角位移测量装置，其特征在于，每一变阻器还包括环状的电阻体和旋转触片接线柱，两个所述旋转触片均固定在同一转轴上，所述转轴用于带动所述旋转触片在所述电阻体上转动；所述旋转触片在所述电阻体上的位置与所述旋转触片接线柱输出的电压信号对应；所述旋转触片接线柱与所述电压信号采集单元连接，所述旋转触片接线柱用于向所述电压信号采集单元输出所述电压信号；所述第一变阻器还包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端、第三电压信号输入端和第四电压信号输入端；所述第一电压信号输入端、所述第二电压信号输入端、所述第三电压信号输入端和所述第四电压信号输入端间隔设置在所述第一变阻器的电阻体上；所述第二变阻器还包括第五电压信号输入端、第六电压信号输入端、第七电压信号输入端和第八电压信号输入端；所述第五电压信号输入端、所述第六电压信号输入端、所述第七电压信号输入端和所述第八电压信号输入端间隔设置在所述第二变阻器电阻体上。3.根据权利要求2所述的角位移测量装置，其特征在于，沿旋转方向，所述第一电压信号输入端与所述第二电压信号输入端间隔第一预设角度；所述第二电压信号输入端与所述第三电压信号输入端间隔第二预设角度；所述第三电压信号输入端与所述第四电压信号输入端间隔所述第一预设角度；所述第四电压信号输入端与所述第一电压信号输入端间隔所述第二预设角度；沿所述旋转方向，所述第五电压信号输入端与所述第六电压信号输入端间隔所述第二预设角度；所述第六电压信号输入端与所述第七电压信号输入端间隔所述第一预设角度；所述第七电压信号输入端与所述第八电压信号输入端间隔所述第二预设角度；所述第八电压信号输入端与所述第五电压信号输入端间隔所述第一预设角度；沿所述旋转方向，所述第一电压信号输入端与所述第五信号输入端相差第三预设角度；所述旋转方向为以所述转轴为轴的逆时针旋转方向或顺时针旋转方向。4.根据权利要求2所述的角位移测量装置，其特征在于，还包括电源模块，各所述电压信号输入端均与所述电源模块连接；所述第一电压信号输入端和所述第四信号输入端输入第一电压值，所述第二电压信号输入端和所述第三电压信号输入端输入第二电压值，所述旋转触片沿所述旋转方向从所述第一电压信号输入端转动到所述第二电压信号输入端过程中，以及从所述第三电压信号输入端转动到所述第四电压信号输入端过程中，所述第一变阻器的旋转触片接线柱输出的第
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗剑伟，孙金泉，蔡登胜，陶林裕，黄健，
申请(专利权)人：广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：