一种感应式角度传感器参数采集方法
阅读说明：本技术 一种感应式角度传感器参数采集方法 (Induction type angle sensor parameter acquisition method ) 是由 石洪 王柳 左鹏 高虎 崔小强 程亚博 王德才 周柏 郭潜 穆如传 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：一种感应式角度传感器参数采集方法,该方法采用上位机、转台、感应式角度传感器相结合的方法来自动采集并计算传感器信号的中间电平及幅值。该方法通过积分的方式求取感应式角度传感器的中间电平,降低底噪及高次谐波的影响,提高解算的精度；同时,该方法将感应式角度传感器内部的程序分为工作模式及调试模式两个部分,通过上位机的控制切换感应式角度传感器的工作状态,并且结合转台以实现自动采集计算传感器信号中间电平及幅值的功能,可以应用于感应式角度传感器的生产调试过程及使用安装过程。(A parameter acquisition method for an induction type angle sensor is characterized in that a method of combining an upper computer, a rotary table and the induction type angle sensor is adopted to automatically acquire and calculate the intermediate level and amplitude of a sensor signal. The method solves the intermediate level of the inductive angle sensor in an integral mode, reduces the influence of background noise and higher harmonics, and improves the resolving precision; meanwhile, the method divides the program in the induction type angle sensor into a working mode and a debugging mode, switches the working state of the induction type angle sensor through the control of an upper computer, realizes the function of automatically acquiring and calculating the intermediate level and the amplitude of the sensor signal by combining a turntable, and can be applied to the production debugging process and the use and installation process of the induction type angle sensor.)
技术领域
本发明涉及信号模拟与测试技术领域，特别是一种感应式角度传感器参数采集方法。
背景技术
感应式角度传感器在进行角度解算时，需要对正余弦信号进行反正切计算，此时正余弦信号中间电平及幅值的采集计算对感应式角度传感器的解算精度影响较大。传统的方法是直接采集正余弦信号的上拉电压作为中间电平，并使用示波器测量正余弦信号的幅值，通过手动方式计算出中间电平及幅值，再将感应式角度传感器的程序进行修改。
由于感应式角度传感器的线圈受底噪信号及磁场的高次谐波影响，感应式角度传感器实际的正余弦波形分别为vS＝Vssin(n*θm)+us+Vref、vc＝Vccos(n*θm)+uc+Vref，其中Vs、Vc为正余弦信号的幅值，n为感应式角度传感器的极对数，us、uc分别为正余弦信号的残余直流电平，Vref为正余弦信号的上拉电压。直接采集正余弦信号的上拉电压Vref作为中间电平而忽略底噪信号及高次谐波的残余直流电平us、uc，将导致计算时误差较大；并且由于生产制造的差异性，每台感应式角度传感器的直流电平、幅值都不一致，对每一台感应式角度传感器进行手动测试并修改程序会导致调试周期较长，并且程序难以固化，不利于批产。
同时部分感应式角度传感器采用分体结构，客户实际安装时难以达到理想安装效果，导致正余弦信号的中间电平及幅值与生产调试状态不一致，产品最终精度降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种感应式角度传感器参数采集方法，采用上位机、转台、感应式角度传感器相结合，自动采集并计算传感器信号的中间电平及幅值，该方法通过积分的方式求取感应式角度传感器的中间电平，降低底噪及高次谐波的影响，提高解算的精度。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种感应式角度传感器参数采集方法，实现该方法的装置包括感应式角度传感器、上位机、转台、USB到422转换器；
在进行中间电平及幅值的采集计算时，将感应式角度传感器安装于转台上，通过上位机的控制将感应式角度传感器切换到调试模式，此时感应式角度传感器通过422接口直接输出原始信号的A/D值，同时，让转台进行转动；
在转台进行转动时，上位机通过422到USB转换器连续采集感应式角度传感器输出的AD值，并将采集的值进行运算求取正余弦信号的中间电平及幅值；上位机计算完成后将中间电平及幅值再发送到感应式角度传感器，感应式角度传感器接收中间电平及幅值并存入存储器，调试完成后，上位机发送指令，感应式角度传感器切换到正常工作模式。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的感应式角度传感器参数采集方法，所述感应式角度传感器内部集成有微处理器、A/D转换芯片、存储器及422接口电路，
A/D转换芯片用于采集原始正余弦信号；
存储器用于存储正余弦信号的中间电压及幅值；
微处理器用于读取A/D芯片及存储器的值并进行角度解算；
422接口电路用于进行数据传输；
微处理器的内部程序分为工作模式及调试模式两个部分，通过上位机指令进行切换。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的感应式角度传感器参数采集方法，所述转台为能够匀速转动及角度输出的设备，同时上位机能够通过USB接口接收转台的输出角度并控制其转速；
将感应式角度传感器安装于转台时，上位机通过USB接口控制转台匀速转动，并发送指令使感应式角度传感器进入调试模式；
当转台进入匀速状态后，上位机以转台输出的0°作为起始点，360°作为终点，连续采集一圈感应式角度传感器定时输出的AD值；上位机连续采集一圈的正余弦AD值可获取m个正弦值及m个余弦值，将采集值进行积分求取平均值，即可获得正余弦信号的中间电平us+Vref、uc+Vref；同时，通过判断感应式角度传感器输出AD值获取极大值及极小值，并计算正余弦信号的幅值Vs、Vc；
上位机计算完成后将中间电平及幅值再发送到感应式角度传感器，感应式角度传感器接收中间电平及幅值并存入存储器；调试完成后，上位机发送指令，感应式角度传感器切换到正常工作模式。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的感应式角度传感器参数采集方法，所述的转台为手动或者自动转动工装；
将感应式角度传感器安装于转台时，上位机直接发送调试命令控制感应式角度传感器进入调试模式，同时手动或者自动使转台按照一个方向进行连续转动；
上位机将持续采集感应式角度传感器输出的AD值，并通过判断，分别获取n个连续的极大值及n个连续的极小值，将该系列极大值及极小值进行积分求取平均值，即可获得正余弦弦信号中间电平us+Vref、uc+Vref；同时，将极值点进行求差处理可获取正余弦信号的幅值Vs、Vc；
上位机计算完成后将中间电平及幅值再发送到感应式角度传感器，感应式角度传感器接收中间电平及幅值并存入存储器；调试完成后，上位机发送指令，感应式角度传感器切换到正常工作模式。
与现有技术相比，本发明的显著优点：
(1)本发明采用积分的方式求取感应式角度传感器的中间电平，降低底噪及高次谐波的影响，提高解算的精度；
(2)本发明将感应式角度传感器内部的程序分为工作模式及调试模式两个部分，可以根据需求进行切换，避免对程序的修改，提升了程序的版本控制；
(3)本发明采用感应式角度传感器与转台、上位机配合进行，可根据实际安装情况自动计算出感应式角度传感器的中间电平及幅值，提升了生产效率，并且利于用户安装。
附图说明
图1为本发明的总体原理框图；
图2为本发明的感应式角度传感器原理框图；
图3为本发明感应式角度传感器的正余弦波形图；
图4为本发明采用匀速转台的参数采集流程图；
图5为本发明采用简易转台的参数采集流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施案例1，参考图1，一种感应式角度传感器的参数采集方法，该方法使用以下四个模块：感应式角度传感器、上位机、转台、USB到422转换器；
感应式角度传感器安装于转台上，通过上位机的调试软件发出控制指令使感应式角度传感器切换到调试模式，此时感应式角度传感器直接输出原始信号的A/D值vS＝Vssin(n*θm)+us+Vref、vc＝Vccos(n*θm)+uc+Vref，上位机通过422到USB转换器采集感应式角度传感器输出的AD值，并将采集的值进行积分运算求取正余弦信号的中间电平us+Vref、uc+Vref及幅值Vs、Vc；
上位机计算完成后将中间电平及幅值再发送到感应式角度传感器，感应式角度传感器接收中间电平及幅值并存入存储器；调试完成后，上位机发送指令，感应式角度传感器可切换到正常工作模式。
实施案例2，参考图1-2，感应式角度传感器内部集成微处理器、A/D转换芯片、存储器及422接口电路，
其中A/D转换芯片用于采集原始正余弦信号vS＝Vssin(n*θm)+us+Vref、vc＝Vccos(n*θm)+uc+Vref；
存储器用于存储正余弦信号的中间电压us+Vref、uc+Vref及幅值Vs、Vc；
微处理器用于读取A/D芯片及存储器的值并进行角度解算；
422接口电路用于进行数据传输；
当感应式角度传感器工作在调试模式时，微处理器读取A/D转换芯片的原始值并通过422接口定时输出，同时接受外部上位机计算出来的正余弦中间电压及幅值并将其存储在存储器中；而在感应式角度传感器正常工作模式时，微处理器读取A/D转换芯片的原始值及存储器内部的正余弦中间电压及幅值进行角度解算，并通过422接口将解算出来的角度进行传输。
实施案例3，参考图1-4，转台可以是能够匀速转动及角度输出的设备，同时上位机能够通过USB接口接收转台的输出角度并控制其转速；
将感应式角度传感器安装于该类型转台时，上位机通过USB接口控制转台匀速转动，并发送指令使感应式角度传感器进入调试模式；
当转台进入匀速状态后，上位机以转台输出的0°作为起始点，360°作为终点，连续采集一圈感应式角度传感器定时输出的AD值；上位机连续采集一圈的正余弦AD值可获取m个正弦值vS1ΛvSm及m个余弦值vc1Λvcm，将采集值进行积分求取平均值，即可获得正余弦信号的中间电平us+Vref＝∑(vs1Λvsm)/m、uc+Vref＝∑(vc1Λvcm)/m；同时可以通过判断感应式角度传感器输出AD值获取极大值vSmax、vcmax及极小值vSmin、vcmin，计算正余弦信号的幅值Vs＝vsmax-vsmin、Vc＝vcmax-vcmin；
上位机计算完成后将中间电平及幅值再发送到感应式角度传感器，感应式角度传感器接收中间电平及幅值并存入存储器。
实施案例4，参考图1、2、3、5，转台也可以采用简易的转动工装或者是客户的实际安装设备；
将感应式角度传感器安装于该类型转台时，上位机直接发送调试命令控制感应式角度传感器进入调试模式，同时手动或者自动使该类型转台按照一个方向进行连续转动即可；
上位机将持续采集感应式角度传感器输出的AD值，并通过判断，分别获取n个连续的极大值vS1maxΛvSnmax、vc1maxΛvcnmax及n个连续的极小值vS1minΛvSnmin、vc1minΛvcnmin，将该系列极大值及极小值进行积分求取平均值，即可获得正弦信号中间电平及余弦信号中间电平同时将极值点进行求差处理可获取正余弦信号的幅值
上位机计算完成后将中间电平及幅值再发送到感应式角度传感器，感应式角度传感器接收中间电平及幅值并存入存储器；调试完成后，上位机发送指令，感应式角度传感器切换到正常工作模式。
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