一种基于磁传感的角位移测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁传感的角位移测量方法，包括以下步骤：采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值；采集温度传感器的温度采样值，并根据所述温度采样值对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值；将温度补偿后的第二霍尔采样值输入至神经网络模型计算角度值

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁传感的角位移测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种基于磁传感的角位移测量方法及系统
。

技术介绍

[0002]角位移传感器和线性位移传感器可以检测被检目标的旋转角位移和线性位移，主要用在流量计
、
工业机床
、
机器人行业和大型工程机械车辆等
。
当前工业使用的角位移传感器和线性位移传感器多使用光栅传感或磁传感方式，磁传感方式具有抗振动
、
抗腐蚀和抗污染等特性，因此，可广泛应用于机械制造
、
船舶
、
纺织
、
印刷和航空等领域
。
目前磁传感多采用磁阻或霍尔元件将磁场角度转换为对应的正余弦信号来解算角度，该方法只能测量平行于霍尔元件表面的磁场的轴向旋转角度，磁石表面和磁感应芯片表面需要相互平行，也即同轴或离轴安装，使磁场平行于磁感应芯片表面，并且不能有相对位置移动
。
针对一些特殊应用场合，如水泥泵车或其他大型工程车辆，无法满足上述平行安装的要求
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种基于磁传感的角位移测量方法及系统，旨在解决如何准确且快速的对被检目标的角位移进行测量并输出结果的技术问题
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于磁传感的角位移测量方法，其中，所述基于磁传感的角位移测量方法包括以下步骤：
[0005]S1、
采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值；
[0006]S2、
采集温度传感器的温度采样值，并根据所述温度采样值对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值；
[0007]S3、
将温度补偿后的第二霍尔采样值输入至神经网络模型计算角度值
。
[0008]优选方案之一，所述步骤
S1
采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值之前，还包括：
[0009]S0、
系统初始化，获取温度传感器在
25℃
时的初始温度采样值
。
[0010]优选方案之一，所述步骤
S1
采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值，具体为：
[0011]当被检测物体带动磁石旋转，当被检测物体与磁石旋转至待测角度或位置时，采集若干路霍尔传感器输出的第一霍尔采样值
。
[0012]优选方案之一，所述步骤
S2
中根据所述温度采样值对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值，具体为：
[0013]采集若干路霍尔传感器远离被检测物体时的初始霍尔采样值；
[0014]计算当前温度与
25℃
温度传感器的温度采样的变化值；
[0015]基于所述初始霍尔采样值和当前温度与
25℃
温度传感器的温度采样的变化值，对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值
。
[0016]优选方案之一，所述温度补偿后的第二霍尔采样值为：
[0017][0018]其中，
AD'
n
为温度补偿后的第
n
路霍尔传感器的第二霍尔采样值，
AD
n
为第
n
路霍尔传感器的第一霍尔采样值，
AD
n0
为第
n
路霍尔传感器的初始霍尔采样值，
k
为温度补偿系数，
Δ
T
AD
为当前温度与
25℃
温度传感器温度采样值的的变化值
。
[0019]一种基于磁传感的角位移测量系统，包括：测量模块和控制模块；
[0020]所述控制模块包括采样模块
、
温度传感器
、
温度补偿模块
、
神经网络模块；所述测量模块与被检测物体连接，所述测量模块包括若干霍尔传感器；
[0021]所述采样模块分别与测量模块
、
温度传感器和温度补偿模块连接，所述采样模块用于采集霍尔传感器和温度传感器的输出值并传输至温度补偿模块；
[0022]所述温度补偿模块与神经网络模块连接，所述温度补偿模块用于对霍尔传感器的输出值进行温度补偿；
[0023]所述神经网络模块用于计算被检测物体旋转角度值
。
[0024]优选方案之一，所述基于磁传感的角位移测量系统还包括磁石，用于设置在所述被检测物体上，所述磁石产生的磁场平行于各霍尔传感器表面
。
[0025]优选方案之一，若干所述霍尔传感器均匀分布在外形与被检测物体移动轨迹相同的测量模块的电路板上
。
[0026]优选方案之一，所述霍尔传感器水平设置，所述霍尔传感器与磁石之间的距离固定且相同
。
[0027]优选方案之一，所述测量模块设有至少两个霍尔传感器
。
[0028]本专利技术的上述技术方案中，该基于磁传感的角位移测量方法包括以下步骤：采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值；采集温度传感器的温度采样值，并根据所述温度采样值对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值；将温度补偿后的第二霍尔采样值输入至神经网络模型计算角度值
。
本专利技术解决了如何准确且快速的对被检目标的角位移进行测量并输出结果的技术问题
。
[0029]在本专利技术中，所述被检测物体上所设置的磁石无需与霍尔传感器内的磁感应芯片平行设置，仅需磁石产生的磁场平行于霍尔传感器表面即可，通过将若干霍尔传感器均匀分布在外形与被检测物体的移动轨迹相同的测量模块的电路板上，从而实现对被检测物体的旋转角度以及位移的测量
。
[0030]在本专利技术中，通过对采集的第一霍尔采样值进行温度补偿，可实现测量系统在
‑
20℃
‑
85℃
的宽温度范围内稳定测量
。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图
。
[0032]图1为本专利技术实施例一种基于磁传感的角位移测量方法的示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例一种基于磁传感的角位移测量系统的示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例采样模块与被检测物体的示意图；
[0035]图4为本专利技术实施例八路霍尔传感器的输出值随被检测物体角度的变化关系曲线图；
[0036]图5为本专利技术实施例霍尔传感器输出值温度影响及补偿效果曲线示意图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于磁传感的角位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值；
S2、
采集温度传感器的温度采样值，并根据所述温度采样值对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值；
S3、
将温度补偿后的第二霍尔采样值输入至神经网络模型计算角度值
。2.
根据权利要求1所述的一种基于磁传感的角位移测量方法，其特征在于，所述步骤
S1
采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值之前，还包括：
S0、
系统初始化，获取温度传感器在
25℃
时的初始温度采样值
。3.
根据权利要求1‑2任一项所述的一种基于磁传感的角位移测量方法，其特征在于，所述步骤
S1
采集若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值，具体为：当被检测物体带动磁石旋转，当被检测物体与磁石旋转至待测角度或位置时，采集若干路霍尔传感器输出的第一霍尔采样值
。4.
根据权利要求2所述的一种基于磁传感的角位移测量方法，其特征在于，所述步骤
S2
中根据所述温度采样值对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值，具体为：采集若干路霍尔传感器远离被检测物体时的初始霍尔采样值；计算当前温度与
25℃
温度传感器的温度采样的变化值；基于所述初始霍尔采样值和当前温度与
25℃
温度传感器的温度采样的变化值，对若干路霍尔传感器的第一霍尔采样值进行温度补偿，得到第二霍尔采样值
。5.
根据权利要求4所述的一种基于磁传感的角位移测量方法，其特征在于，所述温度补偿后的第二霍尔采样值为：其中，
AD'
n
为温度补偿后的第
n
路霍尔传感器的第二霍尔采样值...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉杰，张志录，熊朝阳，姚锐，邹强，余施美，
申请(专利权)人：湖南航天磁电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：