一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及传感器技术领域，公开了一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统，该信号补偿方法首先获取标定数据，然后实时获取所述磁编码器输出当前周期的霍尔电压信号，并采集实时温度，在所述实时温度偏离标定温度时，根据所述标定系数和所述当前周期的霍尔电压信号，确定所述磁编码器的补偿系数，最后基于所述补偿系数对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，本发明专利技术实施例提供的补偿方法能够对磁编码器进行温度补偿，从而提高磁编码器的检测精度，增大磁编码器的可适用范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统


[0001]本专利技术实施例涉及传感器
，特别涉及一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统。

技术介绍

[0002]编码器是一种位置传感器，常用于在电机控制系统中实时检测电机转子的位置信息，霍尔磁编码器与光电编码器和旋转变压器相比，具有结构简单、耐油污、成本低等优势，更加适合在苛刻的环境下使用。霍尔磁编码器的工作原理具体为，作为信号源的单对极永磁体随转子转动产生变化的磁场，霍尔元件采集磁场变化产生的电压信号，微处理器采用相关解算方法解算电压信号以得到电机的位置信息。
[0003]在实现本专利技术实施例过程中，专利技术人发现以上相关技术中至少存在如下问题：环境温度的变化会对霍尔元件的零位和灵敏度产生影响，从而导致磁编码器查表解算时无法准确确定位置信息，环境温度和标定温度差距越大则磁编码器的精度越低，影响磁编码器的应用场景范围。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统，能够减少环境温度对磁编码器检测精度的影响。
[0005]本专利技术实施例的目的是通过如下技术方案实现的：为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术实施例中提供了一种磁编码器的信号补偿方法，包括：获取标定数据；实时获取所述磁编码器输出当前周期的霍尔电压信号，并采集实时温度；在所述实时温度偏离标定温度时，根据所述标定系数和所述当前周期的霍尔电压信号，确定所述磁编码器的补偿系数；基于所述补偿系数，对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，以得到当前角度位置。
[0006]在一些实施例中，所述标定系数包括标定温度下的霍尔电压信号的零位和极差，所述根据所述标定系数和所述当前周期的霍尔电压信号，确定所述磁编码器的补偿系数，包括：根据所述当前周期的霍尔电压信号，计算所述当前周期的霍尔电压信号的实际极值；根据所述当前周期的霍尔电压信号的实际极值计算所述当前周期的霍尔电压信号的零位和极差；根据所述当前周期的霍尔电压信号的零位和所述标定温度下霍尔电压信号的零位，计算零位补偿系数；根据所述当前周期的霍尔电压信号的极差和所述标定温度下霍尔电压信号的极差，计算灵敏度补偿系数。
[0007]在一些实施例中，所述零位补偿系数的计算公式为：零位补偿系数=当前周期的霍尔电压信号的零位
‑
标定温度下霍尔电压信号的零位；和/或，所述灵敏度补偿系数的计算公式为：灵敏度补偿系数=当前周期的霍尔电压信号的极差/标定温度下霍尔电压信号的极差。
[0008]在一些实施例中，所述霍尔电压信号包括六路，所述六路霍尔电压信号分为相位
差为120
°
的两组霍尔电压信号，所述标定系数还包括标定温度下的霍尔电压信号和角度位置信号的映射关系，对于每组霍尔电压信号，所述根据所述当前周期的霍尔电压信号，计算所述当前周期的霍尔电压信号的实际极值，包括：选取所述当前周期的霍尔电压信号中存在一路霍尔电压信号两次过零位的信号区间；计算所述信号区间内的霍尔电压信号的实际极值，其中，所述实际极值包括极大值和极小值；在所述信号区间内两次过零位处的另外两路霍尔电压信号的大小关系相反时，将所述标定数据所保存的映射关系中霍尔电压信号的标定极值更新为所述实际极值。
[0009]在一些实施例中，所述基于所述补偿系数，对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，以得到当前角度位置，还包括：根据所述标定数据和所述补偿系数，对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，以得到补偿后的霍尔电压信号；根据所述补偿后的霍尔电压信号确定查表区间，并选择所述补偿后的霍尔电压信号中的一相霍尔电压信号作为查表项；基于所述查表区间、所述查表项和所述映射关系，查找所述标定数据中最接近所述查表项的霍尔电压信号及角度位置信号；基于所述标定数据中最接近所述查表项的霍尔电压信号及角度位置信号，通过线性差值算法计算所述查表项对应的当前角度位置。
[0010]在一些实施例中，所述补偿后的霍尔电压信号的计算公式为：其中，为所述补偿后的霍尔电压信号，为所述当前周期的霍尔电压信号，为所述标定温度下霍尔电压信号的零位，为所述零位补偿系数，为所述灵敏度补偿系数。
[0011]在一些实施例中，所述当前角度位置的计算公式为：其中，为所述当前角度位置，为作为所述查表项的霍尔电压，为查表区间内小于且最接近所述查表项的霍尔电压的标定温度下的霍尔电压，为查表区间内大于且最接近所述查表项的霍尔电压的标定温度下的霍尔电压，为所对应的角度位置，为所对应的角度位置。
[0012]在一些实施例中，所述获取标定数据，包括：将所述磁编码器固定在标定装置上，其中，所述标定装置包括与所述磁编码器同轴固定在伺服电机上的光电编码器；启动所述标定装置的伺服电机，以使所述磁编码器和所述光电编码器同轴转动，并通过温度传感器测温且记录标定温度；通过所述磁编码器和所述光电编码器分别采集同一个周期的霍尔电压信号和角度位置信号，并建立所述标定温度下的映射关系；根据一个周期的霍尔电压信号计算所述标定温度下的霍尔电压信号的零位和极差。
[0013]在一些实施例中，所述磁编码器包括六个霍尔元件，所述通过所述磁编码器和所述光电编码器分别采集同一个周期的霍尔电压信号和角度位置信号并建立标定温度下的映射关系，包括：通过所述六个霍尔元件分别采集六路正弦形霍尔电压信号；将所述六路正弦形霍尔电压信号对径差分为三相相位差为120
°
的正弦形电压信号；将一个周期内的三相正弦形电压信号划分为若干个查表区间，并保存每个查表区间对应的霍尔电压信号；通过
所述光电编码器采集与所述一个周期内的三相正弦形电压信号同一周期的角度位置信号；保存每一查表区间的霍尔电压信号和角度位置信号的映射关系至数据库。
[0014]在一些实施例中，所述根据一个周期的霍尔电压信号计算所述标定温度下的霍尔电压信号的零位和极差，包括：获取一个周期的霍尔电压信号的极大值和极小值；根据所述霍尔电压信号的极大值和极小值，计算所述霍尔电压信号的零位和极差，其中，所述霍尔电压信号的零位的计算公式为：霍尔信号的零位=(霍尔信号的极大值+霍尔信号的极小值)/2；所述霍尔电压信号的极差的计算公式为：霍尔信号的极差=霍尔信号的极大值
‑
霍尔信号的极小值。
[0015]为解决上述技术问题，第二方面，本专利技术实施例中提供了一种磁编码器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的方法。
[0016]在一些实施例中，所述处理器还包括：模数转换模块；所述磁编码器还包括：电路板、磁环、温度传感器和若干个霍尔元件，所述若干个霍尔元件设置于所述电路板，所述磁环可相对于所述电路板转动；所述模数转换模块、所述温度传感器分别与所述电路板电气连接。
[0017]为解决上述技术问题，第三方面，本专利技术实施例提供了一种一种磁编码器的标定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁编码器的信号补偿方法，其特征在于，包括：获取标定数据；实时获取所述磁编码器输出当前周期的霍尔电压信号，并采集实时温度；在所述实时温度偏离标定温度时，根据所述标定系数和所述当前周期的霍尔电压信号，确定所述磁编码器的补偿系数，其中，所述标定系数包括标定温度下的霍尔电压信号的零位和极差，根据所述当前周期的霍尔电压信号计算所述当前周期的霍尔电压信号的实际极值，根据所述当前周期的霍尔电压信号的实际极值计算所述当前周期的霍尔电压信号的零位和极差，根据所述当前周期的霍尔电压信号的零位和所述标定温度下霍尔电压信号的零位计算零位补偿系数，根据所述当前周期的霍尔电压信号的极差和所述标定温度下霍尔电压信号的极差计算灵敏度补偿系数；基于所述补偿系数，对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，以得到当前角度位置。2.根据权利要求1所述的信号补偿方法，其特征在于，所述零位补偿系数的计算公式为：零位补偿系数=当前周期的霍尔电压信号的零位
‑
标定温度下霍尔电压信号的零位；和/或所述灵敏度补偿系数的计算公式为：灵敏度补偿系数=当前周期的霍尔电压信号的极差/标定温度下霍尔电压信号的极差。3.根据权利要求1所述的信号补偿方法，其特征在于，所述霍尔电压信号包括六路，所述六路霍尔电压信号分为相位差为120
°
的两组霍尔电压信号，所述标定系数还包括标定温度下的霍尔电压信号和角度位置信号的映射关系，对于每组霍尔电压信号，所述根据所述当前周期的霍尔电压信号，计算所述当前周期的霍尔电压信号的实际极值，包括：选取所述当前周期的霍尔电压信号中存在一路霍尔电压信号两次过零位的信号区间；计算所述信号区间内的霍尔电压信号的实际极值，其中，所述实际极值包括极大值和极小值；在所述信号区间内两次过零位处的另外两路霍尔电压信号的大小关系相反时，将所述标定数据所保存的映射关系中霍尔电压信号的标定极值更新为所述实际极值。4.根据权利要求3所述的信号补偿方法，其特征在于，所述基于所述补偿系数，对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，以得到当前角度位置，还包括：根据所述标定数据和所述补偿系数，对所述当前周期的霍尔电压信号进行补偿，以得到补偿后的霍尔电压信号；根据所述补偿后的霍尔电压信号确定查表区间，并选择所述补偿后的霍尔电压信号中的一相霍尔电压信号作为查表项；基于所述查表区间、所述查表项和所述映射关系，查找所述标定数据中最接近所述查表项的霍尔电压信号及角度位置信号；基于所述标定数据中最接近所述查表项的霍尔电压信号及角度位置信号，通过线性差值算法计算所述查表项对应的当前角度位置。5.根据权利要求4所述的信号补偿方法，其特征在于，
所述补偿后的霍尔电压信号的计算公式为：其中，为所述补偿后的霍尔电压信号，为所述当前周期的霍尔电压信号，为所述标定温度下霍尔电压信号的零位，为所述零位补偿系数，为所述灵敏度补偿系数。6.根据权利要求4所述的信号补偿方法，其特征在于，所述当前角度位置的计算公式为：其中，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海苗，马健，何杰，包马乾，
申请(专利权)人：杭州辰控智能控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：