本发明专利技术涉及一种基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法和系统，所述方法包括以下步骤：1)基于磁阻磁感应元件的回差信号确定标定零点，并实现象限划分；2)获取起始信息，所述起始信息包括起始象限值和起始单圈位置；3)获取当前信息，所述当前信息包括当前象限值、当前单圈位置和磁阻计数值；4)通过判断当前象限值与起始象限值的关系以及磁阻计数值的正负确定多圈计数。与现有技术相比，本发明专利技术具有准确、低成本等优点。低成本等优点。低成本等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于磁阻磁感应元件的多圈解码方法和系统
[0001]本专利技术涉及一种多圈解码方法，尤其是涉及一种基于磁阻磁感应元件的多圈解码方法和系统。
技术介绍
[0002]多圈解码方法是保证绝对值编码器在断电之后再次上电时恢复多圈计数的关键，传统的方法为借助多级齿轮结构，在上电的时候，解码各级齿轮位置，从而得到多圈圈数。后来发展出基于磁感元件感应过零或者与旋转圆周相关的周期性标志信号来计数多圈。后者目前的方法随传感器的不同而不同，又可以主要分为两种：基于霍尔磁感元件的多圈记录与解码方法和基于磁阻磁感元件的多圈记录方法。
[0003]现有技术主要存在如下应用缺陷：
[0004]1)霍尔信号随磁场强度编码切换电平，但磁场强度在跳变点附近时霍尔信号会出现波动，导致在切换点解码时多圈数值错误，比如专利申请CN112945283A。
[0005]2)虽然磁阻磁感应元件的回差特性有以下好处，避免了霍尔传感器电平波动问题：
[0006]在传感器敏感方向的磁场强度超过工作点门限时，输出低电平；
[0007]在传感器敏感方向的磁场强度低于释放点门限时，输出高电平；
[0008]但也带来的多圈解码算法复杂化问题，目前暂时没有基于磁阻磁感元件的多圈解码方法。如专利申请CN107941247A中只提到了多圈的装置方案。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种准确、低成本的基于磁阻磁感应元件的多圈解码方法和系统。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0011]一种基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，包括以下步骤：
[0012]1)基于磁阻磁感应元件的回差信号确定标定零点，并实现象限划分；
[0013]2)获取起始信息，所述起始信息包括起始象限值和起始单圈位置；
[0014]3)获取当前信息，所述当前信息包括当前象限值、当前单圈位置、磁阻计数值和磁阻多圈值，其中磁阻多圈值等于磁阻计数值除以4的商的整数部分；
[0015]4)通过判断当前象限值与起始象限值的关系以及磁阻计数值的正负确定多圈计数。所述标定零点位于磁阻电平信号与转动方向不相关的区域内。
[0016]进一步地，所述象限划分通过初始化步骤实现，所述初始化步骤具体为：
[0017]101)读取磁阻磁感元件电平状态和单圈位置，转动编码器确定单圈零点位置处磁阻电平状态作为第一象限的电平，从而划定第一象限；
[0018]102)顺时针转动编码器根据磁阻电平切换顺序依次划定第二、三、四象限。
[0019]进一步地，所述初始化步骤在第一次主电源上电时执行。
[0020]进一步地，所述通过判断当前象限值与起始象限值的关系以及磁阻计数值的正负确定多圈计数具体为：
[0021]401)判断所述当前象限值是否与起始象限值相同，若是，则通过子流程0获得多圈计数，若否，则执行步骤402)；
[0022]402)判断所述磁阻计数值是否大于0，若是，则通过子流程1获得多圈计数，若否，则通过子流程2获得多圈计数。
[0023]进一步地，所述子流程0具体包括以下步骤：
[0024]001)判断起始象限值是否为第一象限，若是，则执行步骤002)，若否，则以以磁阻多圈值作为多圈计数；
[0025]002)判断是否存在起始单圈位置>180
°
且当前单圈位置<180
°
，若是，则以磁阻多圈值+1作为多圈计数，若否，则执行步骤003)；
[0026]003)判断是否存在起始单圈位置<180
°
且当前单圈位置>180
°
，若是，则以磁阻多圈值
‑
1作为多圈计数，若否，则以磁阻多圈值作为多圈计数。
[0027]进一步地，所述子流程1具体包括以下步骤：
[0028]101)令起始位置与零点位置夹角α等于单圈最大值
‑
起始单圈位置，起始位置与当前位置夹角β等于当前单圈位置
‑
起始单圈位置；
[0029]102)判断是否存在β<0，若是，则令β等于α+单圈最大值后执行步骤103)，若否，则直接执行步骤103)；
[0030]103)判断是否存在α<β，若是，则以磁阻多圈值+1作为多圈计数，若否，则以磁阻多圈值作为多圈计数。
[0031]进一步地，所述子流程2具体包括以下步骤：
[0032]201)令起始位置与零点负向夹角γ等于起始单圈位置，起始位置与当前位置负向夹角δ等于起始单圈位置
‑
当前单圈位置；
[0033]202)判断是否存在δ<0，若是，则令δ等于γ+单圈最大值后执行步骤203)，若否，则直接执行步骤203)；
[0034]203)判断是否存在γ<δ，若是，则以磁阻多圈值
‑
1作为多圈计数，若否，则以磁阻多圈值作为多圈计数。
[0035]本专利技术还提供一种基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码系统，包括：
[0036]单圈解码单元，用于获取起始单圈位置和当前单圈位置；
[0037]磁阻计数单元，用于获取起始磁阻电平和当前磁阻电平，进而相应获得起始象限值和当前象限值，并根据磁阻电平信号获得磁阻计数值；
[0038]多圈解码单元，用于根据所述单圈解码单元和磁阻计数单元的输出，解码获得最终的多圈位置，获得多圈计数；
[0039]数据备份单元，用于备份所述起始单圈位置和起始磁阻电平；
[0040]所述磁阻计数单元在编码器工作情况下一直处于工作状态。
[0041]进一步地，所述磁阻计数单元包括与转轴固定连接的磁钢以及以该转轴为圆心的同心圆上两个正交放置的磁阻磁感应元件。
[0042]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0043]1)本专利技术基于磁阻磁感应元件实现，避免了霍尔传感器电平波动问题；
[0044]2)本专利技术多圈解码方案能够准确地获取多圈计数，且具有低成本的优点。
附图说明
[0045]图1为本专利技术解码方法总体工作流程图；
[0046]图2为磁阻磁感元件信号随磁场强度变化输出信号图；
[0047]图3为两路正交磁阻信号正向运动随磁场强度变化输出电平信号切换图；
[0048]图4为回差信号状态切换及象限划分图；
[0049]图5为本专利技术解码方法的具体流程图；
[0050]图6为图5中子流程0的示意图；
[0051]图7为图5中子流程1的示意图；
[0052]图8为图5中子流程2的示意图；
[0053]图9为本专利技术解码系统的结构示意图。
具体实施方式
[0054]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于磁阻磁感应元件的回差信号确定标定零点，并实现象限划分；2)获取起始信息，所述起始信息包括起始象限值和起始单圈位置；3)获取当前信息，所述当前信息包括当前象限值、当前单圈位置、磁阻计数值和磁阻多圈值，其中磁阻多圈值等于磁阻计数值除以4的商的整数部分；4)通过判断当前象限值与起始象限值的关系以及磁阻计数值的正负确定多圈计数。2.根据权利要求1所述的基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，其特征在于，所述标定零点位于磁阻电平信号与转动方向不相关的区域内。3.根据权利要求1所述的基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，其特征在于，所述象限划分通过初始化步骤实现，所述初始化步骤具体为：101)读取磁阻磁感元件电平状态和单圈位置，转动编码器确定单圈零点位置处磁阻电平状态作为第一象限的电平，从而划定第一象限；102)顺时针转动编码器根据磁阻电平切换顺序依次划定第二、三、四象限。4.根据权利要求3所述的基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，其特征在于，所述初始化步骤在第一次主电源上电时执行。5.根据权利要求1所述的基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，其特征在于，所述通过判断当前象限值与起始象限值的关系以及磁阻计数值的正负确定多圈计数具体为：401)判断所述当前象限值是否与起始象限值相同，若是，则通过子流程0获得多圈计数，若否，则执行步骤402)；402)判断所述磁阻计数值是否大于0，若是，则通过子流程1获得多圈计数，若否，则通过子流程2获得多圈计数。6.根据权利要求5所述的基于磁阻磁感应元件的编码器多圈解码方法，其特征在于，所述子流程0具体包括以下步骤：001)判断起始象限值是否为第一象限，若是，则执行步骤002)，若否，则以以磁阻多圈值作为多圈计数；002)判断是否存在起始单圈位置>180
°
且当前单圈位置<180
°
，若是，则以磁阻多圈值+1作为多圈计数，若否，则执行步骤003)；003)判断是否存在起始单圈位置<180
°
且当前...
【专利技术属性】
技术研发人员：张灵祥，朱方田，胡君，
申请(专利权)人：上海安浦鸣志自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。