新型角度检测装置及其检测方法研究*

郑伟峰

(厦门市计量检定测试院，福建 厦门 361004)

0 引 言

角度测量技术是现代测量的基础技术，随着科学技术、工业生产自动化和国防工业技术的不断发展，航空航天等大型科技探索活动对角度传感器的要求越来越高，如导弹、卫星发射过程中强冲击、强振动以及空间温度交变环境下如何实现角度的可靠性测量。角度传感器的开发紧紧围绕着高准确度、高分辨率、高可靠性、多功能、超小型和低成本而展开。研制出具有高精度、高分辨率和小型化的角度传感器解决恶劣环境和特殊要求条件下旋转运动的检测有着重大的意义[1]。

磁性角度传感器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染的特点，尤其更容易实现高分辨率、小型化和低成本，是传统角度传感器的优秀替代品，特别适用于航天军工等环境恶劣、空间狭小的场合。迄今为止，已有一些针对此方向的研究，但是仍存在很多不足[2～4]。

本文所论述的角度位置检测方法通过简易检测元件(霍尔磁环组合)进行初始信号的采集，经过电压信号转换、模/数转换以及数字差分等一系列处理获得2组三角波原始数值。基于2组三角波原始数值的正负组合实现角度子区间的编码，并利用其中一组三角波数值实现任一子区间的角度细分，构建角度传感器分辨率与模/数转换器(analog to digital converter,ADG)分辨率的线性关系。对其中一组三角波数值经取绝对值和取反等数据处理后，结合当前两组三角波原始数值正负情况，实现子区间的识别和小分区的编号计算，实时获取当前的绝对角度输出。……