本发明专利技术公开了一种基于电涡流的角度测量装置，包括基座、固定组件和转动组件；所述固定组件包括若干线圈，若干所述线圈分为两组，分别沿所述基座的第一侧板的圆周方向相间布置；所述转动组件包括若干感应目标，所述感应目标分别沿所述基座的第二侧板的圆周方向布置，所述感应目标朝向所述线圈，每个所述感应目标之间的间隔角度A1与一组所述线圈中每个所述线圈之间的间隔角度A2相等；每组所述线圈串联后连接处理电路，所述处理电路用于为所述线圈供电，处理所述线圈感应产生的信号。本发明专利技术能够有效解决其它几何量传感器环境适应的问题，具有长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、响应速度快、不受油水等介质的影响及结构简单的优点。的优点。的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于电涡流的角度测量装置
[0001]本专利技术涉及角度测量
，特别涉及一种基于电涡流的角度测量装置。
技术介绍
[0002]测角传感器是一种常用的几何量传感器，在航空航天、工业生产、机械制造以及军事科学等很多领域中都有广泛的使用。目前市场上主流的测角传感器有电涡流式角位移传感器、光栅式角位移传感器，磁敏角位移传感器和码盘式角位移传感器。
[0003]光栅式角位移传感器，其利用圆光栅产生的莫尔条纹以及光电转换技术将角度信息以脉冲量的形式输出，在数控机床的高精度运动控制的伺服系统中，经常用到光栅式角位移传感器来作为角位移的检测与反馈。与其他测角传感器相比，圆光栅具有体积小、重量轻、测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强、使用方便等优点，在精密测量领域得到广泛的应用。但由于圆光栅制造工艺采用光刻工艺的原因，圆周刻线数越多，测量精度也越高，其制造难度也越大，成本高，造成圆光栅价格居高不下。特别对于小型精密仪器而言，半径小的情况下很难提高圆光栅的测量精度；并且光栅式角位移传感器光学测量的光路不能被阻挡，通常工况条件下的油污或灰尘都可能影响它的可靠性。因此，它主要适用于实验室条件下工作，也可以在环境较好的车间中使用。
[0004]磁敏角位移传感器，其利用霍尔效应或磁阻效应，把磁物理量转化成电信号的传感器。磁敏角位移传感器具有体积小、可集成度高、成本低、非接触测量等优点。但磁敏角位移传感器精度和分辨能力较低，温度特性较差。永磁材料的褪磁效应使其工作特性难以稳定。
[0005]码盘式角位移传感器，其通过扫描码道来实现角度测量。由于码盘测量原理的区别，可分为接触码盘式角位移传感器和光学码盘式角位移传感器两种。通过电刷和印刷码盘的相对转动即不同码道的接触切换来实现测量的，因此属于接触式角度测量，具有工作稳定性较高、分辨能力相对较强和测量精度相对较高的优点。但由于接触式码盘与电刷在转动时的接触，产生摩擦，特别是电刷在导电区和绝缘区间的滑动产生电弧易造成码盘和电刷寿命的降低；并且接触式码盘抗振动性能较差，振动会使电刷和码盘间跳闸。为了避免上述问题，就研发出了非接触的光绪码盘式角位移传感器，即光学编码器。光学编码器用发光二极管、码盘和光敏元器件替代了电刷和接触式码盘。光学编码器和接触式编码器相比，寿命较长，但成本较高。并且光学编码器上的光学器件在长期高温环境下易老化。
[0006]当前测角精度最高的圆光栅，由于光刻工艺的限制，造成圆光栅测角精度很难再有提升，特别是对于小半径圆光栅，其测角精度在很多精密测量仪器中已经成为限制仪器精度的关键因素。
[0007]以上这些角度编码器存在着温度性能差、抗冲击振动性能差以及抗污损能力差等环境适应性问题。在一些装备应用中无法满足环境适应性要求。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于提供一种基于电涡流的角度测量装置，用于解决上述至少一个技术问题，其能够能够有效解决很多其它几何量传感器环境适应性方面的问题，具有长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、响应速度快、不受油水等介质的影响及结构简单的优点。
[0009]本专利技术的实施例是这样实现的：一种基于电涡流的角度测量装置，包括基座、固定组件和转动组件。
[0010]所述固定组件包括若干线圈，若干所述线圈分为两组，两组所述线圈分别为第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组和所述第二线圈组中的线圈分别沿所述基座的第一侧板的圆周方向相间布置。
[0011]所述转动组件包括若干感应目标，所述感应目标分别沿所述基座的第二侧板的圆周方向布置，所述感应目标朝向所述线圈，每个所述感应目标之间的间隔角度A1与一组所述线圈中每个所述线圈之间的间隔角度A2相等。
[0012]每组所述线圈串联后连接处理电路，所述处理电路用于为所述线圈供电，处理所述线圈感应产生的信号。
[0013]其中，所述线圈用于感应产生信号。
[0014]其中，所述感应目标沿测量路径布置。在所述转动组件发生转动时，所述线圈与所述感应目标会发生相对位置变化，改变了所述线圈的电感，从而测量出目标转动的角度值。
[0015]其中，分立的所述感应目标形成层状导电区域的周期性图案。
[0016]其中，两组所述线圈数量相同，并且相互独立，每组所述线圈串联，并与所述处理电路相连。
[0017]其中，多线圈共同组成一组工作，能够起到取平均的效果，从而有效减小制造误差对测量精度的影响。
[0018]这种将多线圈分为两组，间隔为一组，并且两组线圈是独立的配置方式，使两组线圈组成一对差分信号，利用这一差分信号来测位移，能够有效克服制造误差对测量精度带来的影响；并且每一组采用多线圈串联的方式，能够起到取平均的效果，从而有效克服干扰所带来的影响。
[0019]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于电涡流的角度测量装置的所述固定组件采用单层环结构。
[0020]所述转动组件采用单层环结构。
[0021]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于电涡流的角度测量装置的所述固定组件采用双层环结构。
[0022]所述转动组件采用双层环结构，包括两组间距不同的感应目标。
[0023]其技术效果在于：采用双层环结构，能够让系统具有较高的稳定性、重复性，虽然具有一定的非线性，但是可以通过标定后查表的方式来实现更高精度的测量。
[0024]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于电涡流的角度测量装置的每个所述感应目标包括若干分离的感应线圈。
[0025]每个所述感应线圈与一个电容器串联。
[0026]其技术效果在于：形成沿所述测量路径的一组差分的谐振电路。
[0027]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于电涡流的角度测量装置的所述线圈和所述感应目标采用PCB制作。
[0028]或者，所述线圈和所述感应目标焊接到电路板上。
[0029]其技术效果在于：体积和成本最小化，同时最大化测试性能，简单方便重量轻，制作容易保证较高的精度。
[0030]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于电涡流的角度测量装置的所述感应目标采用金属导体。
[0031]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于电涡流的角度测量装置的所述处理电路包括主控器、振荡器、电流驱动器、低通滤波器、差分放大器、电路放大器和A/D转换器。
[0032]所述主控器为所述振荡器提供信号。
[0033]所述振荡器作为信号的激励源，提供正弦激励信号，输出信号电压的幅值与所述线圈的阻抗成比例，改变感应目标与线圈的相对位置。
[0034]所述电流驱动器用于供电。
[0035]所述第一线圈组和所述第二线圈组，形成一组差分电路，两路差分信号分别通过所述低通滤波器滤除高频信号。
[0036]所述差分放大器连接两个所述低通滤波器的输出端，将差分信号转换成单端信号。
[0037]所述电路放大器连接所述差分放大器的输出端，用于对单端信号进行放大。
[0038]所述A/D转换器连接所述差分放大器的输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电涡流的角度测量装置，其特征在于，包括基座（4）、固定组件和转动组件；所述固定组件包括若干线圈，若干所述线圈分为两组，两组所述线圈分别为第一线圈组（1）和第二线圈组（2），所述第一线圈组（1）和所述第二线圈组（2）中的线圈分别沿所述基座（4）的第一侧板的圆周方向相间布置；所述转动组件包括若干感应目标（3），所述感应目标（3）分别沿所述基座（4）的第二侧板的圆周方向布置，所述感应目标（3）朝向所述线圈，每个所述感应目标（3）之间的间隔角度A1与一组所述线圈中每个所述线圈之间的间隔角度A2相等；每组所述线圈串联后连接处理电路，所述处理电路用于为所述线圈供电，处理所述线圈感应产生的信号。2.根据权利要求1所述的基于电涡流的角度测量装置，其特征在于，所述固定组件采用单层环结构；所述转动组件采用单层环结构。3.根据权利要求1所述的基于电涡流的角度测量装置，其特征在于，所述固定组件采用双层环结构；所述转动组件采用双层环结构，包括两组间距不同的感应目标（3）。4.根据权利要求1所述的基于电涡流的角度测量装置，其特征在于，每个所述感应目标（3）包括若干分离的感应线圈；每个所述感应线圈与一个电容器串联。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡辉，肖立亮，
申请(专利权)人：北京瑞控信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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