CN113933529A - 角位移检测方法、系统、智能终端及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及位移传感技术的领域，尤其是涉及一种角位移检测方法、系统、智能终端及计算机可读存储介质，其包括测试监管：基于采样周期，触发采样测试步骤；采样测试：基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值；数据收集：基于检测周期中确定的测试值，确定测试集合；其中，检测周期用于指示相邻两次结果分析之间的间隔时间，检测周期包含有至少两个依次排列采样周期；测试复位：基于检测周期，对积分电容充电；结果分析：基于检测集合，确定位移信息。在一个检测周期中，会经过多个采样周期，因此，在同一次检测周期中，可以依次得到多个对应于多个采样周期的测试值，多个测试值可使电压变化更加明显，从而提高角位移检测的灵敏度。
Description
技术领域
本申请涉及位移传感技术的领域，尤其是涉及一种角位移检测方法、系统、智能终端及计算机可读存储介质。
背景技术
在电子水表中，需要使用角位移传感器来检测电子水表上转轮的转角和位置，从而计算出对应的水流量。
现有技术中，如授权公告号为CN110412310B的中国发明专利公开了一种角位感应式传感器及感应方法。其中，角位感应式传感器包括定子和转子，转子包括转盘以及设置于转盘上的金属部。定子包括平行于转盘的载体、设置于载体上且呈环形的励磁线圈、相对于励磁线圈的至少一个检测接收线圈、连接于励磁线圈的励磁信号发生器、相对应于励磁线圈的基准接收线圈、与检测接收线圈一一对应的接收电路，以及连接基准接收线圈的基准电压产生电路的控制单元。控制单元获取由基准接收线圈产生的电压和各检测接收线圈产生的电压，并将基准接收线圈的产生的电压和检测接收线圈产生的电压逐一比较，并基于比较结果输出金属部的位置信号。
针对上述技术方案，发明人认为，控制单元获取到的电压变化不够明显，差异性不够大，导致角位感应式传感器的灵敏度较低。
发明内容
本申请目的一是提供一种角位移检测方法，具有灵敏度较高的特点。
本申请的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
角位移检测方法，包括：
测试监管：基于采样周期，触发采样测试步骤；
采样测试：基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值；
数据收集：基于检测周期中确定的测试值，确定测试集合；其中，所述检测周期用于指示相邻两次结果分析之间的间隔周期，所述检测周期包含有至少两个依次排列所述采样周期；
测试复位：基于检测周期，对积分电容充电；
结果分析：基于测试集合，确定位移信息；其中，所述位置信息用于指示金属部在相邻两个所述检测周期之间发生的位移。
通过采用上述技术方案，在一个检测周期中，会经过多个采样周期，因此，在同一次检测周期中，可以依次得到多个对应于多个采样周期的测试值，多个测试值可使电压变化更加明显，从而提高角位移检测的灵敏度。
可选的，在数据收集步骤的具体方法中，包括：
基于检测周期和标准波形，确定标准集合；其中，所述标准集合包括有多个一一对应于各个所述采样周期的标准值，各个所述标准值均对应于一个标准位；
在结果分析步骤的具体方法中，包括：
基于标准集合和测试集合，确定距离信息；其中，所述距离信息用于指示所述金属部和所述标准位之间的距离；
基于距离信息，确定位置信息；其中，所述位置信息用于指示金属部的相对位置；
基于位置信息，确定位移信息。
通过采用上述技术方案，利用多个测试值和多个标准值进行比较分析，可以反映出金属部和标准位之间的距离变化，从而得到金属部的实际位置，而通过有分析金属部在相邻两个检测周期的之间的位置变化，可以得到金属部的角位移数据。
可选的，所述采样周期为相邻两个所述检测波形之间间隔周期的整数倍。
通过采用上述技术方案，使采样测试步骤的触发条件为各个检测波形上相同的位置的半波，便于设置对应的标准值，以便于对测试值的分析，得到更加准确的数据。
可选的，所述采样周期为所述检测波形中相邻两个正半波之间间隔周期的整数倍。
通过采用上述技术方案，一个检测波形对应的时间中可以包含多个采样周期，提高检测效率。
可选的，所述检测周期为相邻两个所述检测波形之间间隔周期。
通过采用上述技术方案，每一个检测波形进行一次结果分析，在同一个检测周期中可进行多次采样测试来获取测试值，提高检测效率。
可选的，在基于距离信息，确定位置信息的具体方法中，包括：
基于标准集合的各个标准值之和，确定标准电压值；
基于测试集合的各个测试值之和，确定测试电压值；
基于标准电压值和测试电压值，确定位置信息。
通过采用上述技术方案，测试电压值能够反映实际情况中各个采样周期的电压变化，标准电压值能够反映在标准情况中各个采样周期的电压变化，通过标准电压值和测试电压值的比较，可以反映实际情况中的位置和标准情况中的位置之间的偏差，从而得到距离信息。
本申请目的二是提供一种角位移检测系统，具有灵敏度较高的特点。
本申请的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
角位移检测系统，包括：
测试监管模块，用于基于采样周期，触发采样测试模块工作；
采样测试模块，用于基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值；
数据收集模块，用于基于检测周期，确定测试集合；其中，所述检测周期用于指示相邻两次位移检测之间的间隔周期，所述检测周期包含有至少两个所述采样周期，所述测试集合包括有多个一一对应于各个所述采样周期的测试值；
测试复位模块，用于基于检测周期，使积分电容充电；
结果分析模块，用于基于测试集合，确定位置信息；其中，所述位置信息用于指示所述金属部的位置。
可选的，角位移检测系统，还包括：
激励模块，用于输出励磁信号；
磁场生成模块，用于基于所述励磁信号产生磁场；
标准波生成模块，用于基于所述磁场生成模块产生的磁场，产生标准波形；
检测波生成模块，用于基于所述磁场生成模块产生的磁场，产生检测波形；
定子，所述磁场生成模块、所述标准波生成模块和所述检测波生成模块均设置于所述定子上；
转轮，转动连接于所述定子，所述转轮上设置有能够对磁感线进行阻挡的金属部，所述金属部呈扇形设置，且所述金属部的圆心经过转轮的转轴。检测波生成模块的数量至少为3，各个所述检测波生成模块围绕所述转轮呈间隔圆周分布。
本申请目的三是提供一种智能终端，具有灵敏度较高的特点。
本申请的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：
一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述一种角位移检测方法的计算机程序。
本申请目的四是提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有灵敏度较高的特点。
本申请的上述发明目的四是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种角位移检测方法的计算机程序。
附图说明
图1是一种应用角位移检测方法的流量计的结构示意图。
图2是衰弱波的波形示意图，其中，（a）为正常情况的衰弱波，（b）为受金属部影响的衰弱波。
图3是本申请实施例一的角位移检测方法的流程示意图。
图4是本申请实施例一的采样测试的示意图。
图5是本申请实施例一的角位移检测方法的子流程示意图。
图6是角位移检测系统中检测接收线圈、基准接收线圈和金属部之间的位置关系示意图。
图7是本申请实施例二的采样测试的示意图
图8是本申请的角位移检测系统的模块示意图。
图中，1、激励模块；2、磁场生成模块；21、标准波生成模块；22、检测波生成模块；3、定子；4、转轮；41、金属部；5、测试监管模块；6、采样测试模块；7、数据收集模块；8、测试复位模块；9、结果分析模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，本实施例中各步骤的标号仅为方便说明，不代表对各步骤执行顺序的限定，在实际应用时，可以根据需要各步骤执行顺序进行调整，或同时进行，这些调整或者替换均属于本发明的保护范围。
下面结合说明书附图1-图8对本申请实施例作进一步详细描述。
实施例一：
本申请实施例提供一种角位移检测方法，应用于流量计的流量计算中。
参照图1，流量计具有定子3和转动连接于定子3的转轮4，定子3平行于转轮4，转轮4能够跟随流体如水流的流动进行转动，通过记录转轮4转动的圈数，可以分析得到对应的流量，而角位移检测方法则是用于检测转轮4的角位移，从而计算出转轮4转动的圈数。
具体的，定子3设置有励磁线圈、基准接收线圈和若干个检测接收线圈。其中，励磁线圈呈圆环状，且励磁线圈与转轮4同轴；基准接收线圈呈圆环状，基准接收线圈设置于励磁线圈的内圈，且基准接收线圈与励磁线圈同轴；检测接收线圈的数量至少为3，本实施例中以数量为3作为示例，各个检测接收线圈设置于基准接收线圈的内圈，且各个基准接收线圈环绕基准接收线圈呈均匀圆周分布。
定子3还设置有连接于励磁线圈的励磁信号发生器、连接于基准接收线圈的基准电压产生单元和多个一一对应并连接于各个检测接收线圈的接收电压产生单元。其中，励磁信号发生器按照预设的时间周期，向励磁线圈输出励磁信号，使得励磁线圈发出磁场。
转轮4上设置有金属部41，金属部41呈扇形设置，且金属部41的圆心经过转轮4的转轴。在本实施例中，金属部41的形状以半圆作为示例。金属部41由金属材料制成，对磁感线具有阻挡的效果。
参照图1和图2，角位移检测方法的检测原理为：
当励磁线圈发出磁场后，基准接收线圈和检测接收线圈分别对应会生成衰减波，但是金属部41对磁感线具有阻挡的效果。在正常状态，衰减波的波形如（a）所示，在受金属部41影响的情况下，衰减波的波形如（b）所示，且受金属部41影响程度的不同，衰减波的波形的变化幅度也不同。
对于基准接收线圈而言，由于基准接收线圈呈圆环状，当转轮4与定子3发生相对转动时，可以认为在任一时刻都有金属部41对其进行同样的部分磁力线的遮挡，这个遮挡是恒定的，因此通过基准接收电压产生单元产生的基准电压是恒定的，即在各个时刻中，基准接收线圈对应的衰弱波的波形之间接近一致。
对于检测接收线圈而言，由于检测接收线圈处于基准接收线圈的不同周向位置上，随着转轮4转动，各个检测接收线圈会做圆周运动，即各个检测接收线圈会与金属部41发生相对运动。对于不同位置的检测接收线圈来说，金属部41对磁感线阻挡的效果并不相同，即在各个时刻中，检测接收线圈对应的衰弱波的波形之间具有差异性。金属部41对磁感线阻挡效果的强度关联于检测接收线圈与金属部41之间的距离，若检测接收线圈与金属部41之间的距离越近，则衰减波每一周期衰减的幅值较大，反之，则衰减波每一周期衰减的幅值较小。
因此通过比较各个检测接收线圈分别与基准接收线圈之间的电压差，计算电压的变化，就能各个检测接收线圈分别与金属部41之间的距离，进而确定金属部41的位置。
在本实施例中，基准电压产生单元和接收电压产生单元均采用同样的电路结构，电路结构中包括有积分电容和切换开关，切换开关包括有通流节点和复位节点，通流节点连接有执行电路，复位节点连接有复位电压。
当切换开关切换至通流节点时，执行电路基于基准接收线圈或检测接收线圈感应出的衰减波电压获得基准电流，积分电容进行放电，使得积分电容基于基准电流的积分值输出电压。当切换开关切换至复位节点时，复位电压将积分电容的高压端电压恢复至复位电压，对积分电容进行重新充电。
参照图3，角位移检测方法的主要流程描述如下。
S1、测试监管：基于采样周期，触发采样测试步骤。
其中，采样周期指的是相邻两次采样测试步骤之间的间隔周期。采样周期应为衰弱波的中的相邻两个正半波之间间隔周期的n倍，n为正整数。采样周期关联于系统预设的采样测试步骤的采样触发条件，采样触发条件受衰弱波的波形影响。
参照图4，在本实施例中，采样触发条件为：当衰弱波中出现正半波时，触发采样测试步骤。相当于，在本实施例中，n=1，采样周期为衰弱波中相邻的两个正半波之间的时间间隔。
对应的，当不满足采样触发条件时，即当衰弱波中出现负半波时，不触发采样测试步骤。
由于励磁信号发生器会定期向励磁线圈输出励磁信号，使得励磁线圈发出磁场，而当励磁线圈发出磁场后，基准接收线圈和检测接收线圈分别生成衰减波。其中，基准接收线圈对应的衰弱波为标准波形，检测接收线圈对应的衰弱波为检测波形。随着标准波形和检测波形中分别出现正半波，采样测试步骤会间隔依次被触发。
S2、采样测试。
在采样测试步骤中，基于衰弱波使积分电容进行放电，测得衰弱波所对应的电压值。
参照图5，在步骤S2中，包括：
S21、基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值。
其中，在接收电压产生单元中，执行电路基于检测波形的正半波感应出的电压获得测试电流，在检测波形的正半波的时间周期内，切换开关切换至通流节点，积分电容基于测试电流在时间周期上的积分输出测试电压，测试电压则为测试值。
在本实施例中，由于检测接收线圈的数量为3，接收电压产生单元的数量也为3，可以3个与各个检测接收线圈一一对应的测试值。
S22、基于标准波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定标准值。
其中，在基准电压产生单元中，执行电路基于标准波形的正半波感应出的电压获得标准电流，在标准波形的正半波的时间周期内，切换开关切换至通流节点，积分电容基于标准电流在时间周期上的积分输出标准电压，标准电压则为标准值。
S3、数据收集。
在数据采集步骤中，收集在各个采样测试步骤中获得的数据并进行整理，以进行后续的数据分析。
参照图4和图5，在步骤S3中，包括：
S31、基于检测周期中确定的测试值，确定测试集合，并基于测试集合确定测试电压值。
其中，检测周期用于指示相邻两次结果分析之间的间隔周期，且检测周期包含有至少两个依次排列采样周期。
检测周期包含有m采样周期，m≥2，则一个检测周期内，会依次经过m个采样周期，也会依次得到m个对应于不同采样周期的测试值。
在本实施例中，检测周期为完整的衰弱波所对应的时间周期，当一个检测波形结束后，则一次检测周期结束，而检测波形中的每一个正半波均会触发采样测试步骤。以m=4为例，则检测波形一共有4个正半波，在一次完整的检测周期中，会依次经过4个采样周期，即依次对各个检测接收线圈分别间隔进行4次采样测试步骤。在一次检测周期结束后，进入下一个检测周期，并且重新依次执行各个采样测试步骤。
参照图6，每一个检测周期中得到的数据均可以通过分析判断估算出金属部41与各个检测接收线圈之间的相对位置，因此，对应于同一个检测周期的4个测试值，可以视为是在误差允许范围内，在4个不同的时间点上对同一个相对位置区域进行测试所得到的参数值，因此，每个测试值均可以反映出金属部41的相对位置。
测试集合为对应于同一个检测周期的各个测试值的集合。测试集合具有多个测试值，可以更加明显、层次地反映出检测接收线圈所对应的电压变化，因此，可以提高估算金属部41相对位置的灵敏度。测试电压值则为测试集合中的各个测试值之和。
在本实施例中，由于检测接收线圈的数量为3，对应于同一个检测接收线圈的测试值具有3组，因此，对应于3个检测接收线圈，测试集合的数量也为3，测试电压值的数量也为3。
为了更好地描述，下文基于以其中2个检测接收线圈进行举例说明：
设两个检测接收线圈分别为线圈W1和线圈W2，其中，线圈W1与金属部41之间的距离约为5mm，线圈W2与金属部41之间的距离约为12mm。
对于线圈W1，因为金属部41上产生的涡流影响了线圈W1的衰减波，使得衰减波的幅值降低、检测波形的衰减速度加大。积分电容通过执行电路放电，执行电路由检测波形的四个正半波控制，依次经过4次采样测试步骤。
在第一次采样周期中，放电由3V下降到2.5V，测试值A1=0.5V；
在第二次采样周期中，放电由2.5V下降到2.25V，测试值A2=0.25V；
在第三次采样周期中，放电由2.25V下降到2.20V，测试值A3=0.05V；
在第四次采样周期中，因为检测波形已经衰减为零，因此不放电，电压还是2.20V，测试值A4=0V。
测试电压值A0=测试值A1+测试值A2+测试值A3+测试值A4=0.8V。
对于线圈W2，相较于线圈W1而言，金属部41对线圈W2的衰减波的影响较弱，使得衰减波的幅值降低、检测波形的衰减速度较慢。积分电容通过执行电路放电，执行电路由检测波形的四个正半波控制，依次经过4次采样测试步骤。
在第一次采样周期中，放电由3V下降到2.005V，测试值B1=0.995V；
在第二次采样周期中，放电由2.005V下降到1.525V，测试值B2=0.48V；
在第三次采样周期中，放电由1.525V下降到1.375V，测试值B3=0.15V；
在第四次采样周期中，放电由1.375V下降到1.360V，测试值B3=0.015V；。
测试电压值B0=测试值B1+测试值B2+测试值B3+测试值B4=1.64V。
S32、基于检测周期中确定的标准值，确定标准集合，并基于标准集合确定标准电压值。
其中，同理于步骤S32，检测周期包含有m采样周期，m≥2，则一个检测周期内，会依次经过m个采样周期，也会依次得到m个对应于不同采样周期的标准值。
在本实施例中，检测周期为完整的衰弱波所对应的时间周期，当一个标准波形结束后，则一次检测周期结束，而标准波形中的每一个正半波均会触发采样测试步骤。以m=4为例，则标准波形一共有4个正半波，在一次完整的检测周期中，会依次经过4个采样周期，即依次对基准接收线圈间隔进行4次采样测试步骤。
标准集合为对应于同一个检测周期的各个标准值的集合，标准电压值则为标准集合中的各个标准值之和。
设基准接收线圈为线圈Y1。
对于线圈Y1，在检测周期内，金属部41上产生的涡流对线圈Y1的衰减波的影响接近恒定。积分电容通过执行电路放电，执行电路由标准波形的四个正半波控制，依次经过4次采样测试步骤。
在第一次采样周期中，放电由3V下降到2V，标准值C1=1V；
在第二次采样周期中，放电由2V下降到1.5V，标准值C2=0.5V；
在第三次采样周期中，放电由1.5V下降到1.25V，标准值C3=0.25V；
在第四次采样周期中，放电由1.25V下降到1.20V，标准值C3=0.05V。
标准电压值C0=标准值C1+标准值C2+标准值C3+标准值C4=1.8V。
S4、测试复位：基于检测周期，对积分电容充电。
其中，在测试复位步骤中，基准电压产生单元和各个接收电压产生单元中的切换开关均切换至复位节点。在本次检测周期的数据收集步骤结束之后，检测周期中所有的采样周期已经结束，完成本次检测周期的所有采样测试，因此，在下一次检测周期的采样测试步骤开始之前，需要对积分电容进行充电至复位电压，使积分电容在下一次的检测周期中能够重新正常进行放电。
S5、结果分析：基于测试集合，确定位移信息。
其中，位移信息用于指示在同一个检测接收线圈上一个检测周期测得的位置与当前检测周期测得的位置之间的位置差。
参照图5和图6，在步骤S5中，包括：
S51、基于测试电压值和标准电压值，确定距离信息。
其中，距离信息用于指示各个检测接收线圈分别与金属部41之间的距离。通过比较测试电压值和标准电压值，可以确定测试电压值所对应的检测接收线圈到金属部41之间的距离。
为了更好地效果比对，本实施例中假设采样检测步骤只有在检测波形的第一个正半波触发，即假设n=m，即一个检测周期内，只经过1个采样周期，则：
基于以其中2个检测接收线圈进行举例说明：
设两个检测接收线圈分别为线圈W1’和线圈W2’，其中，线圈W1’与金属部41之间的距离约为5mm，线圈W2’与金属部41之间的距离约为12mm。
对于线圈W1’，积分电容通过执行电路放电，执行电路由检测波形的第一个正半波控制，只经过1次采样测试步骤。
在采样周期中，放电由3V下降到2.5V，测试值A1’=0.5V。
测试电压值A0’=测试值A1’=0.5V。
对于线圈W2’，积分电容通过执行电路放电，执行电路由检测波形的第一个正半波控制，只经过1次采样测试步骤。
在采样周期中，放电由3V下降到2.005V，测试值B1’=0.995V。
测试电压值B0’=测试值B1’=0.995V。
设基准接收线圈为线圈Y1’。
对于线圈Y1’,积分电容通过执行电路放电，执行电路由标准波形的第一个正半波控制，只经过1次采样测试步骤。
在采样周期中，放电由3V下降到2 V，测试值C1’=1V。
标准电压值C0’ =标准值C1’=1V。
参照表1，如在上文的举例说明中，测试电压值A0（0.8V）与标准电压值C0（1.8V）之间的差值为1.8V，可以明显判断出，测试电压值A0小于标准电压值C0，说明检测接收线圈W1到金属部41之间的距离较小。测试电压值B0（1.64V）与标准电压值C0（1.8V）之间的差值为0.16V，测试电压值A0与标准电压值C0之间依然存在较为明显的差距，能够说明检测接收线圈W2和金属部41之间较为接近。
对比在上文的举例说明，测试电压值A0’（0.8V）与标准电压值C0’（1 V）之间的差值为0.2V，可以判断出，检测接收线圈W1’到金属部之间的距离较小。但是，测试电压值B0（0.995V）与标准电压值C0’（1V）之间的差值为0.005V，该差值过于细微，不够明显，难以说明检测接收线圈W2’和金属部之间较为接近。
表1
因此通过对比同一个检测周期具有多个采样周期，以及同一个检测周期只有一个采样周期两种情况，前者对检测接收线圈和金属部41之间的位置变换更加敏感，当检测接收线圈和金属部41之间发生较小的位移时也可检测到较为精确的解锁，检测灵敏性更高。
S52、基于距离信息，确定位置信息，并基于位置信息，确定位移信息。
其中，基于各个检测接收线圈分别与金属部41之间的距离，可以计算出金属部41的位置，通过分析金属部41在上一个检测周期测得的位置与当前检测周期测得的位置之间的位置差，可以得到任意一个检测接收线圈分别与金属部41在检测周期中发生的相对位移，进而确定位移信息。
本申请实施例一的实施原理为：在一个检测周期中，会经过多个采样周期，因此，在同一次检测周期中，可以依次得到多个对应于多个采样周期的测试值，多个测试值可使电压变化更加明显，从而提高角位移检测的灵敏度。在一个检测波形可以分析确定一次位移信息，检测效率较快，适用于高转速检测的环境中。
实施例二：
本申请实施例提供一种角位移检测方法，参照图7，本实施例与实施例一的区别在于：n为衰弱波中正半波的数量，m=2，检测周期包含有2个采样周期。
采样测试步骤的触发条件为：当衰弱波中出现第一个正半波时，触发采样测试步骤。检测周期为2个完整的衰弱波所对应的时间周期，在一次完整的检测周期中，会依次经过2个采样周期，即依次对各个检测接收线圈分别间隔进行2次采样测试步骤。采样周期为相邻两个检测波形之间间隔周期的1倍，在一次采样周期中会经过一整个检测波形。
本实施例提供的角位移检测方法，能够达到与前述实施例相同的技术效果，原理分析可参见前述方法步骤的相关描述，在此不再累述。
实施例三：
参照图6和图8，在一个实施例中，提供一种角位移检测系统，与上述实施例一中的角位移检测方法一一对应，该系统包括激励模块1、磁场生成模块2、标准波生成模块21、检测波生成模块22、定子3、转轮4、金属部41、测试监管模块5、采样测试模块6、数据收集模块7、测试复位模块8以及结果分析模块9。各功能模块的详细说明如下：
激励模块1，用于输出励磁信号。
磁场生成模块2，用于基于励磁信号产生磁场，磁场生成模块2优选为励磁线圈。
标准波生成模块21，用于基于磁场生成模块2产生的磁场，产生标准波形，标准波生成模块21优选为基准接收线圈。
检测波生成模块22，用于基于磁场生成模块2产生的磁场，产生检测波形，检测波生成模块22优选为检测接收线圈。
定子3，磁场生成模块2、标准波生成模块21和检测波生成模块22均设置于定子3上。
转轮4，转动连接于定子3，转轮4上设置有能够对磁感线进行阻挡的金属部41，金属部41呈扇形设置，且金属部41的圆心经过转轮4的转轴。检测波生成模块22的数量为3，各个检测波生成模块22围绕转轮4呈间隔圆周分布。
测试监管模块5，用于基于采样周期，触发采样测试模块6工作。
采样测试模块6，用于基于衰弱波，使对应于衰弱波的积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值和标准值；其中，衰弱波包括有标准波形和检测波形，标准值对应于标准波形，测试值对应于检测波形。
数据收集模块7，用于基于检测周期，确定测试集合和标准集合；其中，检测周期包含有至少两个采样周期，测试集合包括有多个一一对应于各个采样周期的测试值，标准集合包括有多个一一对应于各个采样周期的标准值。
测试复位模块8，用于基于检测周期，使积分电容充电。
结果分析模块9，基于测试集合和标准集合，确定位移信息。其中，位置信息用于指示金属部41在相邻两个检测周期之间发生的位移。
本实施例提供的角位移检测系统，由于其各模块本身的功能及彼此之间的逻辑连接，能实现前述实施例的各个步骤，因此能够达到与前述实施例相同的技术效果，原理分析可参见前述方法步骤的相关描述，在此不再累述。
实施例四：
在一个实施例中，提供了一种智能终端，其包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中存储器存储训练模型中的训练数据、算法公式以及滤波机制等。处理器用于提供计算和控制能力，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
S1、测试监管：基于采样周期，触发采样测试步骤。
S2、采样测试。
在步骤S2中，包括：
S21、基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值。
S22、基于标准波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定标准值。
S3、数据收集。
在步骤S3中，包括：
S31、基于检测周期中确定的测试值，确定测试集合，并基于测试集合确定测试电压值。
S32、基于检测周期中确定的标准值，确定标准集合，并基于标准集合确定标准电压值。
S4、测试复位：基于检测周期，对积分电容充电。
S5、结果分析：基于测试集合，确定位移信息。
在步骤S5中，包括：
S51、基于测试电压值和标准电压值，确定距离信息。
S52、基于距离信息，确定位置信息，并基于位置信息，确定位移信息。
本实施例提供的智能终端，由于其存储器中的计算机程序在处理器上运行后，会实现前述实施例的各个步骤，因此能够达到与前述实施例相同的技术效果，原理分析可参见前述方法步骤的相关描述，在此不再累述。
实施例五：
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行上述角位移检测方法的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S1、测试监管：基于采样周期，触发采样测试步骤。
S2、采样测试。
在步骤S2中，包括：
S21、基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值。
S22、基于标准波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定标准值。
S3、数据收集。
在步骤S3中，包括：
S31、基于检测周期中确定的测试值，确定测试集合，并基于测试集合确定测试电压值。
S32、基于检测周期中确定的标准值，确定标准集合，并基于标准集合确定标准电压值。
S4、测试复位：基于检测周期，对积分电容充电。
S5、结果分析：基于测试集合，确定位移信息。
在步骤S5中，包括：
S51、基于测试电压值和标准电压值，确定距离信息。
S52、基于距离信息，确定位置信息，并基于位置信息，确定位移信息。
本实施例提供的可读存储介质，由于其中的计算机程序在处理器上加载并运行后，会实现前述实施例的各个步骤，因此能够达到与前述实施例相同的技术效果，原理分析可参见前述方法步骤的相关描述，在此不再累述。
所述计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的方法、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.角位移检测方法，其特征在于，包括：
测试监管：基于采样周期，触发采样测试步骤；
采样测试：基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值；
数据收集：基于检测周期中确定的测试值，确定测试集合；其中，所述检测周期用于指示相邻两次结果分析之间的间隔周期，所述检测周期包含有至少两个依次排列所述采样周期；
结果分析：基于测试集合，确定位移信息；其中，所述位置信息用于指示金属部（41）在相邻两个所述检测周期之间发生的位移。
2.根据权利要求1所述的角位移检测方法，其特征在于，在采样测试步骤的具体方法中，包括：
基于标准波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定标准值；
在数据收集步骤的具体方法中，包括：
基于检测周期中确定的标准值，确定测试集合；
基于测试集合确定测试电压值，基于标准集合确定标准电压值；
在结果分析步骤的具体方法中，包括：
基于测试电压值和标准电压值，确定距离信息；
基于距离信息，确定位移信息。
3.根据权利要求1所述的角位移检测方法，其特征在于：所述采样周期为相邻两个所述检测波形之间间隔周期的整数倍。
4.根据权利要求1所述的角位移检测方法，其特征在于：所述采样周期为所述检测波形中相邻两个正半波之间间隔周期的整数倍。
5.根据权利要求4所述的角位移检测方法，其特征在于：所述检测周期为相邻两个所述检测波形之间的间隔周期。
6.根据权利要求2所述的角位移检测方法，其特征在于，在基于距离信息，确定位置信息的具体方法中，包括：
基于标准集合的各个标准值之和，确定标准电压值；
基于测试集合的各个测试值之和，确定测试电压值；
基于标准电压值和测试电压值，确定位置信息。
7.角位移检测系统，其特征在于，包括：
测试监管模块（5），用于基于采样周期，触发采样测试模块（6）工作；
采样测试模块（6），用于基于检测波形，使积分电容放电，并基于积分电容的放电量，确定测试值；
数据收集模块（7），用于基于检测周期，确定测试集合；其中，所述检测周期用于指示相邻两次位移检测之间的间隔周期，所述检测周期包含有至少两个所述采样周期，所述测试集合包括有多个一一对应于各个所述采样周期的测试值；
测试复位模块（8），用于基于检测周期，使积分电容充电；
结果分析模块（9），基于测试集合，确定位移信息；其中，所述位置信息用于指示金属部（41）在相邻两个所述检测周期之间发生的位移。
8.根据权利要求8所述的角位移检测系统，其特征在于，还包括：
激励模块（1），用于输出励磁信号；
磁场生成模块（2），用于基于所述励磁信号产生磁场；
标准波生成模块（21），用于基于所述磁场生成模块（2）产生的磁场，产生标准波形；
检测波生成模块（22），用于基于所述磁场生成模块（2）产生的磁场，产生检测波形；
定子（3），所述磁场生成模块（2）、所述标准波生成模块（21）和所述检测波生成模块（22）均设置于所述定子（3）上；
转轮（4），转动连接于所述定子（3），所述转轮（4）上设置有能够对磁感线进行阻挡的金属部（41），所述金属部（41）呈扇形设置，且所述金属部（41）的圆心经过转轮（4）的转轴；
检测波生成模块（22）的数量至少为3，各个所述检测波生成模块（22）围绕所述转轮（4）呈间隔圆周分布。
9.智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
10.计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050225320A1 (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | Lee Joong K | Inductive position sensor |
| CN101075374A (zh) * | 2007-06-26 | 2007-11-21 | 北京必创科技有限公司 | 一种实现低功耗无线监测的装置 |
| CN101137892A (zh) * | 2005-03-07 | 2008-03-05 | 萨佩尔公司 | 感应式角位传感器 |
| CN107407576A (zh) * | 2015-01-13 | 2017-11-28 | 哈金森公司 | 感应式移动传感器 |
| CN110286246A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-27 | 深圳市普颂电子有限公司 | 涡轮转速检测方法及装置 |
| CN110345973A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-18 | 深圳市普颂电子有限公司 | 电涡流传感器及检测方法 |
| CN110412310A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-11-05 | 深圳市普颂电子有限公司 | 角位感应式传感器及感应方法 |
| CN111595233A (zh) * | 2020-06-07 | 2020-08-28 | 马圣 | 一种无磁传感器 |
| CN111854897A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-10-30 | 湖北楚天汉仪科技有限公司 | 一种检测距离可量化的金属旋转水表用检测装置 |
| CN112066869A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 上海信朴臻微电子有限公司 | 角位移传感系统及角位移分析方法 |
| CN213748258U (zh) * | 2020-10-20 | 2021-07-20 | 杭州为峰智能科技有限公司 | 一种角位移传感器 |
| CN113364153A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 国网江苏省电力有限公司 | 一种基于品字形阵列式磁场采集线圈的无线电能传输系统接收端位置检测装置及方法 |
-
2021
- 2021-10-13 CN CN202111193147.3A patent/CN113933529A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050225320A1 (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | Lee Joong K | Inductive position sensor |
| CN101137892A (zh) * | 2005-03-07 | 2008-03-05 | 萨佩尔公司 | 感应式角位传感器 |
| CN101075374A (zh) * | 2007-06-26 | 2007-11-21 | 北京必创科技有限公司 | 一种实现低功耗无线监测的装置 |
| CN107407576A (zh) * | 2015-01-13 | 2017-11-28 | 哈金森公司 | 感应式移动传感器 |
| CN110286246A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-27 | 深圳市普颂电子有限公司 | 涡轮转速检测方法及装置 |
| CN110345973A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-18 | 深圳市普颂电子有限公司 | 电涡流传感器及检测方法 |
| CN110412310A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-11-05 | 深圳市普颂电子有限公司 | 角位感应式传感器及感应方法 |
| CN111595233A (zh) * | 2020-06-07 | 2020-08-28 | 马圣 | 一种无磁传感器 |
| CN111854897A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-10-30 | 湖北楚天汉仪科技有限公司 | 一种检测距离可量化的金属旋转水表用检测装置 |
| CN112066869A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 上海信朴臻微电子有限公司 | 角位移传感系统及角位移分析方法 |
| CN213748258U (zh) * | 2020-10-20 | 2021-07-20 | 杭州为峰智能科技有限公司 | 一种角位移传感器 |
| CN113364153A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-07 | 国网江苏省电力有限公司 | 一种基于品字形阵列式磁场采集线圈的无线电能传输系统接收端位置检测装置及方法 |
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