CN101726241B - 角度传感器 - Google Patents

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Abstract

一种角度传感器，其包括一刻度转盘、一固定板、一磁感应器、一转轴、一角度感测器以及一感应精度控制器。所述刻度转盘和固定板均可转动地连接至所述转轴上。所述刻度转盘于其同心圆周上均匀设有至少一个具有相同圆心角的电磁感应区。所述电磁感应区利用螺旋绕组线圈产生磁性。所述固定板上对应电磁感应区所在的同心圆周设置有一磁感应器以感测所述电磁感应区的磁场并生成对应的角度感测信号。所述角度感测器与磁感应器相连接以根据所述角度感测信号计算出刻度转盘相对于固定板的转动角度。所述感应精度控制器与刻度转盘相连接并通过控制螺旋绕组线圈的电流通断对所述电磁感应区选择性地加磁从而调节角度传感器的感测精度单位以适应不同的感测要求。

Description

角度传感器
技术领域
本发明涉及一种角度传感器。
背景技术
在机械自动控制领域经常需要利用角度传感器来量测机械转动的角度和速度以便对机械运作进行控制。现有角度传感器的基本工作原理为：设置光发射器发出光信号，所述光信号透过转动的角度盘上间隔均匀的刻度孔后被光接收器接收从而量测出所转动的角度。但所述角度盘上的刻度孔间隔在制造完成后便不可再改变。因此，现有角度传感器的量测精度无法调节，难以适用于不同要求的场合。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可改变量测精度的角度传感器。一种角度传感器，其包括一刻度转盘、一固定板、一磁感应器、一转轴、一角度感测器以及一感应精度控制器。所述刻度转盘和固定板均可转动地连接至所述转轴上。所述刻度转盘于其同心圆周上均匀设有至少一个具有相同圆心角的电磁感应区。所述电磁感应区利用螺旋绕组线圈产生磁性。所述固定板上对应电磁感应区所在的同心圆周设置有一磁感应器以感测所述电磁感应区的磁场并生成对应的角度感测信号。所述角度感测器与磁感应器相连接以接收由磁感应器产生的角度感测信号。所述感应精度控制器与刻度转盘相连接并通过控制螺旋绕组线圈的电流通断对所述电磁感应区选择性地加磁。
相对于现有的角度传感器，本发明所提供的角度传感器通过设置在刻度转盘上的电磁感应区和固定板上的磁感应器以实现角度的感测。其次，通过设置与刻度转盘相连的感应精度控制器对所述电磁感应区选择性地加磁从而达到调节感测精度单位的功能以适应不同场合的量测要求。
附图说明
图1为本发明第一实施方式所提供的角度传感器结构示意图。
图2为本发明第二实施方式所提供的角度传感器结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明第一实施方式所提供的角度传感器1包括一刻度转盘12、一固定板14、一磁感应器16、一转轴18、一角度感测器110以及一感应精度控制器112。所述刻度转盘12和固定板14均可转动地连接至所述转轴18上。所述刻度转盘12于其同心圆周上设有至少一个具有相同圆心角的电磁感应区122。所述固定板14上对应电磁感应区122所在的同心圆周设置有一磁感应器16以感测所述电磁感应区122的磁场并生成对应的角度感测信号。所述角度感测器110与磁感应器16电连接以接收由磁感应器16产生的角度感测信号。所述感应精度控制器112与刻度转盘12电连接。
所述刻度转盘12上的电磁感应区122利用螺旋绕组线圈产生磁场。因此，感应精度控制器112通过控制螺旋绕组线圈的电流通断可对所述电磁感应区122选择性地加磁。所述电磁感应区122之间的角度间隔d等于所述角度传感器1所要求具有的最小感测精度单位h。所述电磁感应区122的个数n以及角度传感器1的最小感测精度单位h之间的关系可表示为：n＝360/h，n为正整数。
在利用所述角度传感器1进行角度量测时，所述固定板14和刻度转盘12相对转动。每当所述刻度转盘12上已加磁的电磁感应区122经过所述磁感应器16所对应的位置时，所述磁感应器16均会产生对应的角度感测信号并输送至与之相连接的角度感测器110。所述角度感测器110每接收到一个角度感测信号则说明刻度转盘12转过了一个感测精度单位h所对应的角度值，因此所述角度感测器110将所感测的角度感测信号的个数与对应的感测精度单位h相乘便可推算出刻度转盘12相对于固定板14所转动的角度θ。把所述角度θ除以360便可得到刻度转盘12相对于固定板14的转动圈数K。所述角度感测器110还可通过计算每两个角度感测信号之间的时间间隔T，将所述时间间隔T除以所设定的感测精度单位h以测量出在时间间隔T内刻度转盘12相对于固定板14的转动速度γ。
所述感应精度控制器112通过对部分的电磁感应区122选择性地加磁以实现感测精度单位h的调节。例如，所述角度传感器1的最小感测精度单位h为1度时，则所述刻度转盘12的同心圆周上设置有360个电磁感测区122。当以最小感测精度单位h进行量测时，所述感应精度控制器112对所有的360个电磁感应区122进行加磁。此时刻度转盘12每转过1度，所述磁感应器16便会产生一个角度感测信号。当需要把感测精度单位h调整为2度时，所述感应精度控制器112对其中的180个电磁感应区122加磁，每两个加磁的电磁感应区122之间间隔有一个未加磁的电磁感应区122。此时刻度转盘12每转过2度，所述磁感应器16才会产生一个角度感测信号。可以理解的是，所述感测精度单位h越大则刻度转盘12上每两个加磁的电磁感应区122之间所间隔的未加磁的电磁感应区122的个数越多。
如图2所示，本发明第二实施方式所提供的角度传感器2，其包括一刻度转盘22、一固定板24、一磁感应器26、一转轴28、一角度感测器210以及一感应精度控制器212。所述角度传感器2与本发明第一实施方式提供的角度传感器1大致相同，差异在于：所述角度传感器2的刻度转盘22上设有至少一个用于识别刻度转盘22的转动圈数的副电磁感应区222a。通过角度传感器2的感测精度控制器212改变螺旋绕组线圈的电流方向以使得所述副电磁感应区222a具有与其他电磁感应区222b相反的磁性。若所述副电磁感应区222a的个数为二个或以上，则所述副电磁感应区222a关于角度传感器2的转轴28对称分布。
在利用所述角度传感器2进行角度量测时，每当所述副电磁感应区222a经过磁感应器26所对应的位置时，所述磁感应器26产生对应的圈数感测信号并将其传输给角度感测器210。所述角度感测器210在接收到第一个圈数感测信号后开始计算转动圈数，此后角度感测器210将所接收到的圈数感测信号的次数Y除以所述副电磁感应区222a的个数L则可以得到刻度转盘22相对于固定板24的转动圈数K，并可根据该转动圈数K计算刻度圆盘22的角速度。
与现有技术相比，本发明实施方式所提供的角度传感器通过设置在刻度转盘上的电磁感应区和固定板上的磁感应器以实现角度的感测。其次，通过进一步设置与刻度转盘22相连的感应精度控制器对所述电磁感应区选择性地加磁从而达到调节感测精度单位的功能以适应不同场合的量测要求。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种角度传感器，其包括一刻度转盘、一固定板、一磁感应器、一转轴以及一角度感测器，所述刻度转盘和固定板均可转动地连接至所述转轴上，所述刻度转盘于其同心圆周上均匀设有至少一个具有相同圆心角的电磁感应区，所述电磁感应区利用螺旋绕组线圈产生磁性，所述固定板上对应电磁感应区所在的同心圆周设有一磁感应器以感测所述电磁感应区的磁场并生成对应的角度感测信号，所述角度感测器与磁感应器相连接以接收由磁感应器产生的角度感测信号，其特征在于，所述角度传感器还进一步包括一与刻度转盘相连接的感应精度控制器，所述感应精度控制器用于通过控制螺旋绕组线圈的电流通断对所述电磁感应区选择性地加磁。
2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述电磁感应区之间的角度间隔等于所述角度传感器所要求具有的最小感测精度单位。
3.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述刻度转盘上均匀设有至少一个用于识别刻度转盘的转动圈数的副电磁感应区，所述副电磁感应区具有与其他电磁感应区相反的磁性。
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