【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及霍尔角度传感器，尤其涉及一种多霍尔通道角度传感器及低滞后数据融合方法。
技术介绍
1、霍尔角度传感器，也称磁编码器，是一种用于测量旋转角度或线性位移。霍尔角度传感器使用磁场来测量位置，并将其转换为相应的电信号。霍尔角度传感器在机器人、医疗器械、自动化等领域具有广泛的应用背景。信号抖动是影响霍尔角度传感器测量精度的关键因素之一。目前，主要通过移动递推平均滤波算法实现信号滤波。由于移动递推平均滤波算法的存在，导致测量信号存在较大滞后，难以慢速高速动态测试场景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在测量信号存在较大滞后，难以慢速高速动态测试场景的缺点，而提出的一种多霍尔通道角度传感器及低滞后数据融合方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种多霍尔通道角度传感器，包括转动轴系、外壳、信号采集模块，所述转动轴系和信号采集模块安装于外壳内，转动轴系包括转轴、卡簧、轴承a、轴承b和径向磁柱，所述轴承a、轴承b安装于外壳内，转轴安装于轴承a、轴承b的内圈，径向磁柱安装于转轴的底端，卡簧设于外壳上，且卡簧与转轴配合。
4、优选的，所述信号采集模块包括pcb板、霍尔传感器组、信号快插端子，霍尔传感器组包括多个霍尔传感器元件，多个霍尔传感器元件随转轴轴线径向均匀分布于pcb板之上。
5、优选的，所述转轴一端设有盲孔，径向磁柱通过过盈方式嵌入于盲孔内。
6、优选的，所述径向磁柱随同转
7、优选的，所述n组角位移响应信号θ＝{θ1,θ2,...θn}存在可定量辨识的相位差
8、本专利技术还提出了一种多霍尔通道角度传感器的低滞后数据融合方法，包括以下步骤：
9、s1：传感器初始化；
10、s2：同步磁化霍尔传感器组内各霍尔传感器元件相位辨识计算；
11、s3：霍尔传感器元件相位修正；
12、s4：多通道数据融合。
13、优选的，所述s1中，针对n组角位移响应信号θ＝{θ1,θ2,...θn}连续采集j次，并通过计算得出各通道角位移响应初始值
14、优选的，所述s2中，各通道角位移响应相位偏差通过计算得出。
15、优选的，所述s3中，通过对通道角位移响应θ1进行修正，形成相位修正后的角位移响应向量
16、优选的，所述s4中，通过实现抖动消除，并融合得出最终角位移θo。
17、本专利技术中，所述一种多霍尔通道角度传感器及低滞后数据融合方法的有益效果：
18、在径向磁柱磁场范围内，圆周对称设置n个霍尔传感器，构成一霍尔传感器组，并使其相对位置固定。径向磁柱旋转过程中，同步磁化霍尔传感器组内各元件，并获得n组角位移响应信号θ＝{θ1,θ2,...θn}，通过相位辨识与修正，基于角位移响应信号向量直接融合得出最终角位移θo，实现信号消抖，由于n组角位移响应信号θ＝{θ1,θ2,...θn}均为当前信号量，不存在滞后，因此测量数据融合结果实时性将大大提高；
19、角度测量实时性高，通过硬件方式，扩张被测量当前观测数，数据不存在滞后，因此测量数据融合结果实时性将大大提高。多通道数据融合算法均为代数方法，解算速度快，基于8-bit、16mhz单片机实时解算速度仅需约0.5ms。
20、本专利技术测量信号有效消抖，测量精度高，测量实时性高，适用于高速动态测试场景。
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1.一种多霍尔通道角度传感器，包括转动轴系(1)、外壳(2)、信号采集模块(3)，其特征在于，所述转动轴系(1)和信号采集模块(3)安装于外壳(2)内，转动轴系(1)包括转轴(11)、卡簧(12)、轴承A(13)、轴承B(14)和径向磁柱(15)，所述轴承A(13)、轴承B(14)安装于外壳(2)内，转轴(11)安装于轴承A(13)、轴承B(14)的内圈，径向磁柱(15)安装于转轴(11)的底端，卡簧(12)设于外壳(2)上，且卡簧(12)与转轴(11)配合。
2.根据权利要求1所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述信号采集模块(3)包括PCB板(31)、霍尔传感器组(32)、信号快插端子(33)，霍尔传感器组(32)包括多个霍尔传感器元件，多个霍尔传感器元件随转轴(11)轴线径向均匀分布于PCB板(31)之上。
3.根据权利要求2所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述转轴(11)一端设有盲孔，径向磁柱(15)通过过盈方式嵌入于盲孔内。
4.根据权利要求3所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述径向磁柱(15)随同转
5.根据权利要求4所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述n组角位移响应信号θ＝{θ1,θ2,...θn}存在可定量辨识的相位差
6.一种多霍尔通道角度传感器的低滞后数据融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种多霍尔通道角度传感器的低滞后数据融合方法，其特征在于，所述S1中，针对n组角位移响应信号θ＝{θ1,θ2,...θn}连续采集j次，并通过计算得出各通道角位移响应初始值
8.根据权利要求7所述的一种多霍尔通道角度传感器的低滞后数据融合方法，其特征在于，所述S2中，各通道角位移响应相位偏差通过计算得出。
9.根据权利要求8所述的一种多霍尔通道角度传感器的低滞后数据融合方法，其特征在于，所述S3中，通过对通道角位移响应θ1进行修正，形成相位修正后的角位移响应向量
10.根据权利要求9所述的一种多霍尔通道角度传感器的低滞后数据融合方法，其特征在于，所述S4中，通过实现抖动消除，并融合得出最终角位移θo。
...【技术特征摘要】
1.一种多霍尔通道角度传感器，包括转动轴系(1)、外壳(2)、信号采集模块(3)，其特征在于，所述转动轴系(1)和信号采集模块(3)安装于外壳(2)内，转动轴系(1)包括转轴(11)、卡簧(12)、轴承a(13)、轴承b(14)和径向磁柱(15)，所述轴承a(13)、轴承b(14)安装于外壳(2)内，转轴(11)安装于轴承a(13)、轴承b(14)的内圈，径向磁柱(15)安装于转轴(11)的底端，卡簧(12)设于外壳(2)上，且卡簧(12)与转轴(11)配合。
2.根据权利要求1所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述信号采集模块(3)包括pcb板(31)、霍尔传感器组(32)、信号快插端子(33)，霍尔传感器组(32)包括多个霍尔传感器元件，多个霍尔传感器元件随转轴(11)轴线径向均匀分布于pcb板(31)之上。
3.根据权利要求2所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述转轴(11)一端设有盲孔，径向磁柱(15)通过过盈方式嵌入于盲孔内。
4.根据权利要求3所述的一种多霍尔通道角度传感器，其特征在于，所述径向磁柱(15)随同转轴(11)回转过程中，将同步...
【专利技术属性】
技术研发人员：华洪良，吴小锋，史乃煜，杨阳，张姻，雷德福，郑隽一，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：
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