CN116202408B - 磁致伸缩位移传感器校准方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种磁致伸缩位移传感器校准方法、系统、设备和存储介质，该方法通过获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，可得到各个子量程段对应的时间区域，从而可根据各个子量程段的位移长度和各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，计算得到各个子量程段对应的校准速度。再判断当前时刻所属的目标时间区域，可根据目标时间区域对应的目标子量程段对应的校准速度计算得到在目标子量程段上的第一位移，再将第一位移与目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，可得到当前时刻对应的准确的位移量，通过分段可得到各个分段的校准速度，可提高测量精度。

Description

磁致伸缩位移传感器校准方法、系统、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种磁致伸缩位移传感器校准方法、系统、设备和存储介质。

背景技术

当前，利用磁致伸缩位移传感器进行位移测量的过程中，由于波导丝的生产工艺水平限制，机械波的传输速度在整根波导丝上存在差异，这些差异会直接影响到磁致伸缩位移传感器的测量精度。同时，由于磁致伸缩位移传感器在工作过程中受温度、波导丝张紧度和长期加载大电流问询脉冲等因素的影响波导丝的波速、回波信号都会发生变化，传感器测值会出现明显的漂移，即测量精度低。

发明内容

本申请实施例的主要目的在于提出一种磁致伸缩位移传感器校准方法、系统、设备和存储介质。旨在能够对磁致伸缩位移传感器各个分段后的子量程段进行速度校准，得到校准速度，再根据校准速度计算位移量，可提高测量精度。

根据本申请实施例的第一个方面，提供一种磁致伸缩位移传感器校准方法，包括：

获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段；

获取各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个所述子量程段所属的时间区域；

判断当前时刻所属的目标时间区域，并根据所述目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到所述目标子量程段对应的校准速度；

根据所述校准速度、所述当前时刻和所述目标起始时刻，计算得到在所述目标子量程段上的第一位移；

将所述第一位移与所述目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到所述当前时刻对应的位移量。

在本申请的一个实施例中，所述获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段，包括：

确定所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段的起点位置；

预先确定各个所述子量程段的位移长度；

以所述起点位置为始发点开始移动所述磁致伸缩位移传感器的非接触磁环；

当所述非接触磁环的移动距离达到各个所述子量程段的所述位移长度时进行位移标记，以对所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段，标记得到各个子量程段。

在本申请的一个实施例中，所述获取各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，包括：

以从所述起点位置开始移动的时刻作为起始时刻；

当所述非接触磁环的移动距离达到各个所述子量程段的所述位移长度时进行时刻标记，得到各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，其中，当前段的所述子量程段的起始时刻为相邻前一段所述子量程段的末尾时刻。

在本申请的一个实施例中，所述判断当前时刻所属的目标时间区域，包括：

获取所述磁致伸缩位移传感器的非接触磁环停止移动时对应的时刻为当前时刻；

将所述当前时刻与标记的各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，以确定所述当前时刻所属的目标时间区域。

在本申请的一个实施例中，所述根据所述目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到所述目标子量程段对应的校准速度通过以下公式执行：

；

式中，

表示第N段子量程段对应的校准速度，/>

表示第N段子量程段的位移长度，/>

表示第N段时间区域对应的末尾时刻，/>

表示第N段时间区域对应的起始时刻。

在本申请的一个实施例中，根据所述校准速度、所述当前时刻和所述目标起始时刻，计算得到在所述目标子量程段上的第一位移通过以下公式执行：

；

式中，

表示在第N段子量程段上的第一位移，/>

表示第N段子量程段对应的校准速度，/>

表示第N段时间区域对应的起始时刻，/>

表示所属于第N段时间区域的当前时刻。

在本申请的一个实施例中，所述将所述第一位移与所述目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到所述当前时刻对应的位移量通过以下公式执行：

；

式中，

表示当前时刻对应的位移量，/>

表示在第N段子量程段上的第一位移，

表示第N段子量程段之前的所有子量程段的长度之和。

根据本申请实施例的第二个方面，提供一种磁致伸缩位移传感器校准系统，包括磁致伸缩位移传感器、微处理器、激光干涉仪、上位机和时间转换模块，所述上位机与所述激光干涉仪和微处理器连接，所述磁致伸缩位移传感器与所述时间转换模块连接，所述时间转换模块与所述微处理器连接；

所述激光干涉仪用于在对磁致伸缩位移传感器进行量程分段时进行位移标记；

所述上位机用于读取所述激光干涉仪的位移标记量，以得到各个子量程段，并将各个所述子量程段写入至所述微处理器中；

所述时间转换模块用于根据所述微处理器发送的开始计时的指令，对各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行标记；

所述微处理器用于：

获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段；

获取各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个所述子量程段所属的时间区域；

判断当前时刻所属的目标时间区域，并根据所述目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到所述目标子量程段对应的校准速度；

根据所述校准速度、所述当前时刻和所述目标起始时刻，计算得到在所述目标子量程段上的第一位移；

将所述第一位移与所述目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到所述当前时刻对应的位移量。

根据本申请实施例的第三个方面，提供一种校准设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请任一实施例所述的方法。

根据本申请实施例的第四个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述第一方面所述的方法。

在本申请实施例提供的技术方案中，通过获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，可得到各个子量程段对应的时间区域，从而可根据各个子量程段的位移长度和各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，得到各个子量程段对应的校准速度。再判断当前时刻所属的目标时间区域，可根据目标时间区域对应的目标子量程段对应的校准速度计算得到在目标子量程段上的第一位移，再将第一位移与目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，可得到当前时刻对应的准确的位移量，通过分段可得到各个分段的校准速度，可提高测量精度。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参考附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是相关技术中提供的磁致伸缩位移传感器的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的磁致伸缩位移传感器校准方法的步骤流程图。

图3是本申请实施例提供的获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段的步骤流程图。

图4是本申请实施例提供的磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的标记示意图。

图5是本申请实施例提供的获取各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻的步骤流程图。

图6是本申请实施例提供的判断当前时刻所属的目标时间区域的步骤流程图。

图7是本申请实施例提供的磁致伸缩位移传感器校准系统的示意图。

图8是本申请实施例提供的校准设备的结构示意性框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本申请的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本申请的各方面变得模糊。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微处理器装置中实现这些功能实体。

磁致伸缩位移传感器是一种利用铁磁材料的正磁致伸缩效应以及逆磁致伸缩效应构成的位移传感器。磁致伸缩位移传感器通过将位移物理量转换成两个脉冲信号的时间间隔来建立起时间与位移之间的对应关系，具有测量精度高、测量范围大、结构简单的优点，广泛应用于液压缸运动检测、机床运动检测等领域。

参照图1，图1是相关技术中提供的磁致伸缩位移传感器的结构示意图。由图1所示，磁致伸缩位移传感器100主要由波导丝110、测杆120、电子仓130和套在测杆120上的非接触磁环140（内装有永久磁铁）组成。当磁致伸缩位移传感器100工作时，由电子仓130内的电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在磁致伸缩线（即波导丝110）中传输时，同时产生一沿波导丝110方向前进的旋转磁场，当这个旋转磁场与磁环中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝110发生扭动，产生一个固定速度V的应变机械脉冲，这一脉冲被安装在电子仓130内的拾能机构20所感知并转换成相应的电流脉冲（终止脉冲），通过电子电路计算出两脉冲之间的时间差T，即可测出被测的位移。

但是，由于波导丝的生产工艺水平限制，机械波的传输速度在整根波导丝上存在差异，这些差异会直接影响到磁致伸缩位移传感器的测量精度。同时，由于磁致伸缩位移传感器在工作过程中受温度、波导丝张紧度和长期加载大电流问询脉冲等因素的影响波导丝的波速、回波信号都会发生变化，传感器测值会出现明显的漂移，即测量精度低。

基于此，本申请实施提出一种磁致伸缩位移传感器校准方法，通过对磁致伸缩位移传感器的量程进行分段处理。可得到各个分段后的子量程段对应的校准速度，再根据校准速度计算位移量，可提高测量精度。

参照图2，图2是本申请实施例提供的磁致伸缩位移传感器校准方法的步骤流程图，由微处理器执行，包括但不限于步骤S210至步骤S250。

步骤S210，获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段。

本申请实施例中，微处理器与磁致伸缩位移传感器连接，从而微处理器可用于对磁致伸缩位移传感器进行校准。微处理器需先获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段，具体可通过上位机将磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段写入微处理器中。

步骤S220，获取各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个子量程段所属的时间区域。

本申请实施例中，微处理器在获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段的过程中，还需要相应获取各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个子量程段所属的时间区域。

步骤S230，判断当前时刻所属的目标时间区域，并根据目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到目标时间区域对应的校准速度。

本申请实施例中，在获取得到磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻之后，可计算得到各个子量程段对应的校准速度。但本申请实施例并不对各个子量程段对应的校准速度进行计算，而是通过判断当前时刻所属的目标时间区域，来确定需要计算的目标子量程段对应的校准速度。即通过当前时刻所属目标时间区域的判断，只需要计算目标子量程段对应的校准速度即可，可减少计算量，提高计算效率。

示例性地，判断当前时刻T对应的目标时间区域为T₁-T₂，该目标时间区域T₁-T₂对应的目标子量程段为L₁、目标起始时刻为T₁、目标末尾时刻为T₂，从而可根据目标子量程段L₁、目标起始时刻T₁和目标末尾时刻T₂，计算得到校准速度。

本申请实施例微处理器需要先获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，从而根据各个子量程段的位移长度和各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，可计算得到各个子量程段对应的校准速度。

需要说明的是，各个子量程段的位移长度可相同，也可不同。示例性地，对于较大量程的磁致伸缩位移传感器而言，量程的前段部分可进行粗分，即前段部分的子量程段的位移长度较长。量程的后段部分需进行细分，即后段部分的子量程段的位移长度较短。如此，在保证各个子量程段对应的校准速度的精度的情况下，可提高计算效率。

步骤S240，根据校准速度、当前时刻和目标起始时刻，计算得到在目标子量程段上的第一位移。

本申请实施例中，在计算得到目标子量程段对应的校准速度之后，可根据校准速度、当前时刻和目标起始时刻，计算得到在目标子量程段上的第一位移。

示例性地，当前时刻T所属的目标时间区域为T₁-T₂，该目标时间区域T₁-T₂对应的目标子量程段为L₁、目标起始时刻为T₁、目标末尾时刻为T₂，根据目标子量程段L₁、目标起始时刻T₁和目标末尾时刻T₂，计算得到校准速度为V_T。此时，校准速度V_T可以看作是目标子量程段L₁上准确的移动速度。根据当前时刻和目标起始时刻，可计算得到磁致伸缩位移传感器的非接触磁环在目标子量程段L₁的移动时间，从而可根据校准速度V_T和该移动时间，计算得到非接触磁环在目标子量程段L₁移动的第一位移。

可以理解的是，虽然第一位移是根据当前时刻进行计算得到，但第一位移并不是当前时刻的总位移量，其只是在目标子量程段上的移动距离。

步骤S250，将第一位移与目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到当前时刻对应的位移量。

本申请实施例中，由于第一位移是在目标子量程段上的移动距离，因此，想要计算当前时刻对应的总位移量，需要将第一位移与目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，才可得到当前时刻对应的位移量。

本申请实施例中，微处理器先获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻。从而在判断出当前时刻所属的目标时间区域之后，可根据目标时间区域对应的目标子量程段、目标起始时刻和目标末尾时刻，计算得到目标子量程段对应的校准速度。然后可根据校准速度进行位移量的计算，可提高测量精度。且，在总位移的计算过程中，只有目标子量程段上的第一位移是根据校准速度计算出来的，目标子量程段之前的所有子量程段是分段时得到的标记量，其并不是根据速度和时间差计算得到，从而可使得总位移受速度的影响较小，可进一步确保磁致伸缩位移传感器的测量精度。

本申请实施例通过校准速度的算法，可以把波导丝上机械波传输速度的差异以及信号衰减引入的差异减低，从而提供产品的测量精度。该算法的另外一个优点就是保持产品的响应速度，可把细分的校准速度计算保存在微处理器的RAM里，每次计算位移输出前，先判断当前时间是哪个细分的目标时间区域里面，然后用对应的校准速度进行计算整个区域对应的位移输出。

校准速度的算法可以应用在产品的温度补偿中，由于温度变化，产品的信号也出现不同程度的衰减，利用该校准速度的算法也可以改善产品的温度漂移性能。

在本申请的一个实施例中，参照图3，图3是本申请实施例提供的获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段的步骤流程图，由微处理器执行，包括但不限于步骤S310至步骤S330。

步骤S310，确定磁致伸缩位移传感器进行量程分段的起点位置。

本申请实施例中，先确定磁致伸缩位移传感器进行量程分段的起点位置，一般以量程的零点位置作为量程分段的起点位置。

需要说明的是，本申请实施例对磁致伸缩位移传感器进行量程分段的起点位置不作具体限定，其可以是量程的零点位置，也可以是量程中的任一位置。

可以理解的是，为保证可有效对量程进行分段，一般不将量程中接近满度位置的位置作为量程分段的起点位置。

可以理解的是，进行标记时的起点位置需与后续进行测量时的起点位置相同。

步骤S320，预先确定各个子量程段的位移长度。

本申请实施例中，需先明确各个子量程段的位移长度。即需要预先确定将量程分为多少段，每一段对应的位移长度分别为多少。示例性地，参照图4，图4是本申请实施例提供的磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的标记示意图。由图4所示，将磁致伸缩位移传感器的量程分为N段，分别为L₁、L₂、L₃……L_N，其中，L₁、L₂、L₃……L_N为连续的子量程段。子量程段L₁可命名为第一段子量程段，子量程段L₂可命名为第二段子量程段，子量程段L₃可命名为第三段子量程段，子量程段L_N可命名为第N段子量程段。子量程段L₁对应的位移长度为L₁，子量程段L₂对应的位移长度为L₂，子量程段L₃对应的位移长度为L₃，子量程段L_N对应的位移长度为L_N。

步骤S330，以起点位置为始发点开始移动磁致伸缩位移传感器的非接触磁环。

本申请实施例中，在确定起点位置之后，以起点位置为始发点开始移动磁致伸缩位移传感器的非接触磁环，从而可通过测量非接触磁环的移动位移来对量程分段进行标记。

步骤S340，当非接触磁环的移动距离达到各个子量程段的位移长度时进行位移标记，以对磁致伸缩位移传感器进行量程分段，标记得到各个子量程段。

本申请实施例中，以起点位置为始发点，移动磁致伸缩位移传感器的非接触磁环，当非接触磁环的移动距离达到各个子量程段的位移长度时进行位移标记，以对磁致伸缩位移传感器进行量程分段，标记得到各个子量程段。

示例性地，预先确定第一段子量程段的位移长度为L₁，通过激光干涉仪检测到非接触磁环从起点位置0开始移动的距离达到L₁时，即从位置0移动至位置L₁时，标记该移动距离L₁对应为第一段子量程段，可标记为L₁。继续移动非接触磁环，当非接触磁环从位置L1移动的距离达到L₂时，即从位置L₁移动至位置L₁+L₂时，标记该移动距离L₂对应为第二段子量程段，可标记为L₂。按照这种方式，当继续移动非接触磁环且移动的距离达到L_N时，标记该移动距离L_N对应为第N段子量程段，可标记为L_N。

可以理解的是，L₁、L₂、…L_N对应为各个子量程段的位移长度，其对应的数值可以全部相等，也可以全部不相等，也可以部分相等。

本申请实施例可通过激光干涉仪来计量每一子量程段对应的位移长度，或者说可通过激光干涉仪来确定控制非接触磁环每一小段的移动距离。从而，上位机可通过读取激光干涉仪的数据，以获取磁致伸缩位移传感器进行分段后对应的各个子量程段。上位机还可对各个子量程段进行对应位移标记后写入微处理器中，使得微处理器获取的是标记好的各个子量程段。

本申请实施例通过对磁致伸缩位移传感器进行分段并标记，得到各个带有标记的子量程段，且在标记的过程中可同时对相应的时刻也进行标记。从而可得到各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻。

在本申请的一个实施例中，参照图5，图5是本申请实施例提供的获取各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻的步骤流程图，由微处理器执行，包括但不限于步骤S510至步骤S520。

步骤S510，以从起点位置开始移动的时刻作为起始时刻。

本申请实施例中，以从起点位置开始移动的时刻作为起始时刻。比如以量程的零点位置0为起点位置，则非接触磁环从该零点位置0开始移动的时刻为起始时刻，可记为T₀。

需要说明的是，起始时刻为非接触磁环从该零点位置0开始移动的瞬时时刻。即在非接触磁环从该零点位置0开始移动的瞬间，微处理器向时间转换模块发送开始计时的指令，此时，可默认起始时刻为0。可以理解的是，起始时刻也可以不默认为0。

步骤S520，当非接触磁环的移动距离达到各个子量程段的位移长度时进行时刻标记，得到各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，其中，当前段的子量程段的起始时刻为相邻前一段子量程段的末尾时刻。

本申请实施例中，当非接触磁环的移动距离达到各个子量程段的位移长度时，磁致伸缩位移传感器可向时间转换模块发送脉冲信号，使得时间转换模块可根据该脉冲信号输出对应的时间值，即可对各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行标记。时间转换模块可将标记的各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻发送至微处理器模块。

示例性地，参照图4，非接触磁环从起点位置0开始移动的瞬间，微处理器会向时间转换模块发送一个开始计时的指令，从而使得时间转换模块可根据该指令开始计时。通过激光干涉仪检测到非接触磁环从起点位置0开始移动的距离达到L₁时，即从位置0移动至位置L₁时，磁致伸缩位移传感器会向时间转换模块发送一个脉冲信号。此时时间转换模块根据该脉冲信号可对应输出时间T₁。继续移动非接触磁环，当非接触磁环从位置L₁移动的距离达到L₂时，即从位置L₁移动至位置L₁+L₂时，磁致伸缩位移传感器会向时间转换模块发送一个脉冲信号。此时时间转换模块根据该脉冲信号可对应输出时间T₂。按照这种方式，当继续移动非接触磁环且移动的距离达到L_N时，磁致伸缩位移传感器会向时间转换模块发送一个脉冲信号。此时时间转换模块根据该脉冲信号可对应输出时间T_N。

可以理解的是，对于第一段子量程段L₁而言，其对应的起始时刻为T₀，其对应的末尾时刻为T₁。对于第二段子量程段L₂而言，其对应的起始时刻为T₁，即为第一段子量程段L₁的末尾时刻，其对应的末尾时刻为T₂。对于第N段子量程段L_N而言，其对应的起始时刻为T_N-1，其对应的末尾时刻为T_N。

可以理解的是，由于各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻是通过时间转换模块开始计时后根据接收到的脉冲信号对应输出的时间值。因而，T₁、T₂、…T_N对应的数值应该为越来越大。比如，T₀为0秒，T₁为10秒，T₂为20秒，T₃为30，T₄为40秒，T₅为45秒。也就是说，时间转换模块实际输出的是时间差值，即非接触磁环从起点位置移动了L₁距离时，其对应花费10秒钟，由于T₀为0，从而第一段子量程段L₁对应的末尾时刻为10秒。继续移动非接触磁环并移动了L₂距离时，其对应也花费了10秒钟，但由于时间转换模块开始计时后并没有结束计时，从而在非接触磁环的移动过程中时间会一直累加，从而对应输出的T₂为20秒，即从开始计时开始，非接触磁环移动了L₁和L₂距离的累加时间。

可以理解的是，在进行标记的过程中，非接触磁环是从起点位置开始连续移动至量程的满度位置。在此移动过程中不会有停止动作。

本申请实施例中，微处理器通过获取磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，从而可根据各个子量程段的位移长度和各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，能够计算得到各个子量程段对应的校准速度。通过获取各个子量程段的校准速度，可提高磁致伸缩位移传感器的测量精度。

在本申请的一个实施例中，参照图6，图6是本申请实施例提供的判断当前时刻所属的目标时间区域的步骤流程图，由微处理器执行，包括但不限于步骤S610至步骤S620。

步骤S610，获取磁致伸缩位移传感器的非接触磁环停止移动时对应的时刻为当前时刻。

本申请实施例中，在对磁致伸缩位移传感器量程分段后的各个子量程段及各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行标记之后，可将磁致伸缩位移传感器安装至需要进行定位测量的物体上。此时，磁致伸缩位移传感器的非接触磁环会跟随物体一起移动。从而在物体停止移动时，非接触磁环也会停止移动。此时，磁致伸缩位移传感器可向时间转换模块发送一个脉冲信号，使得时间转换模块可对应输出一个时间值给微处理器，此时，微处理器接收到的时间值即为当前时刻。

步骤S620，将当前时刻与标记的各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，以确定当前时刻所属的目标时间区域。

微处理器在接收到当前时刻的时间值后，可将当前时刻的时间值与标记的各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，从而能够确定当前时刻所属的目标时间区域。比如通过比对后可确定当前时刻T在T₁～T₂之间，就可确定当前时刻所属于T₁～T₂的时间区域。

示例性地，微处理器获取的当前时刻的时间值为35秒，通过与标记的各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，发现35秒处在30秒～40秒的时间区域。30秒～40秒的时间区域对应的子量程段为第四段子量程段，标记为L₄，第四段子量程段对应的起始时刻为30秒，第四段子量程段对应的末尾时刻为40秒。

可以理解的是，当前时刻还可以是物体开始移动并开始计时过程中任意指定的一个时刻，从而可判断任意指定的时刻所属的目标时间区域。

本申请实施例通过确定当前时刻所属的目标时间区域，可确定目标时间区域对应的目标子量程段，从而可只计算目标子量程段对应的校准速度。可减少运算量，提高测量效率。

在本申请的一个实施例中，在判断出当前时刻所属的目标时间区域之后，可根据目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到目标子量程段对应的校准速度。具体地，可通过式（1）计算得到目标时间区域对应的校准速度，式（1）如下所示：

（1）；

式（1）中，

表示第N段子量程段对应的校准速度，/>

表示第N段子量程段的位移长度，/>

表示第N段时间区域对应的末尾时刻，/>

表示第N段时间区域对应的起始时刻。

示例性地，参照图4，当微处理器获取的当前时刻为35秒，通过将当前时刻与各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，发现35秒处在30秒～40秒的时间区域。30秒～40秒的时间区域对应的子量程段为第四段子量程段，位移长度L₄为100cm。从而通过式（1）可计算第四段子量程段对应的校准速度

。

在本申请的一个实施例中，校准速度的计算方式还包括：

对磁致伸缩位移传感器的量程进行分段，得到N个子量程段，分别为L₁、L₂、L₃……L_N，其中，L₁、L₂、L₃……L_N为连续的子量程段。然后获取各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个子量程段所属的时间区域。具体地，比如子量程段L₁对应的起始时刻为T₀，末尾时刻为T₁。子量程段L₂对应的起始时刻为T₁，末尾时刻为T₂。子量程段L_N对应的起始时刻为T_N-1，末尾时刻为T_N。此时，当当前时刻T所属的时间区域为T_N-1-T_N时，可先根据标准速度V_b计算得到在时刻T_N-1时刻的总位移量W_N-1和根据标准速度V_b计算得到在时刻T_N时刻的总位移量W_N。从而，可根据时刻T_N-1时刻的总位移量W_N-1和时刻T_N时刻的总位移量W_N计算得到时间区域T_N-1-T_N对应的计算位移量为W_N-W_N-1。再根据时间区域T_N-1-T_N对应的计算位移量W_N-W_N-1和实际位移量，也就是第N段子量程段对应的位移长度L_N，可计算得到第N段子量程段对应的校准系数

。从而可根据第N段子量程段对应的校准系数/>

对标准速度Vb进行校准，得到第N段子量程段对应的校准速度/>

。

需要说明的是，标准速度Vb由磁致伸缩位移传感器的量程决定，即不同的量程对应不同的标准速度Vb。

可以理解的是，磁致伸缩位移传感器的标准速度Vb可预先通过上位机写入至微处理器中。

本申请实施例通过提供校准速度的另一种获取方式，可提高校准速度获取方式的多样性。同时也可基于不同的情况采用不同的校准速度的计算方式，且可通过两种校准速度的比较，来判断采用的其中一种校准速度的计算结果是否有误，可进一步确保测量的准确性。

在本申请的一个实施例中，在计算得到目标子量程段对应的校准速度之后，可根据校准速度、当前时刻和目标起始时刻，计算得到在目标子量程段上的第一位移。具体地，可通过式（2）计算得到在目标子量程段上的第一位移，式（2）如下所示：

（2）；

式（2）中，

表示在第N段子量程段上的第一位移，/>

表示第N段子量程段对应的校准速度，/>

表示第N段时间区域对应的起始时刻，/>

表示所属于第N段时间区域的当前时刻。

示例性地，当微处理器获取的当前时刻为35秒，通过将当前时刻与各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，发现35秒处在30秒～40秒的时间区域。30秒～40秒的时间区域对应的子量程段为第四段子量程段，位移长度L₄为100cm。从而通过式（1）可计算第四段子量程段对应的校准速度

。然后可进一步根据校准速度/>

、当前时刻35秒和第四段子量程段的起始时刻30秒，计算得到在第四段子量程段上的第一位移为/>

。

在本申请的一个实施例中，在计算得到在目标子量程段上的第一位移之后，需要将第一位移与目标时间区域之前的所有时间区域对应的子量程段进行累加，得到的总位移才是当前时刻对应的位移量。具体地，可通过式（3）计算得到当前时刻对应的位移量，式（3）如下所示：

（3）；

式中，

表示当前时刻对应的位移量，/>

表示在第N段子量程段移动的第一位移，

表示第N段子量程段之前的所有子量程段的长度之和，

。

示例性地，微处理器获取的当前时刻为35秒，通过将当前时刻与各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，发现35秒处在30秒～40秒的时间区域。30秒～40秒的时间区域对应的子量程段为第四段子量程段。在计算得到在第四段子量程段上的第一位移为

，第四段子量程段之前包括第一段子量程段、第二段子量程段和第三段子量程段。其中，第一段子量程段的位移长度为L₁，第二段子量程段的位移长度为L₂，第三段子量程段的位移长度为L₃。从而可计算得到当前时刻对应的位移量为

。

可以理解的是，由于当前时刻还可以是物体开始移动并开始计时过程中任意指定的一个时刻，也就是说本申请实施例还可以计算物体在移动过程中任意时刻对应的位移量，即通过磁致伸缩位移传感器可以实时获取物体的位移量，可掌握物体的实时运动轨迹，能够对物体进行精准定位及轨迹追踪。

参照图7，图7是本申请实施例提供的磁致伸缩位移传感器校准系统的示意图。如图7所示，本申请实施例还提供一种磁致伸缩位移传感器校准系统700，包括磁致伸缩位移传感器710、微处理器720、激光干涉仪730、上位机740和时间转换模块750。其中，上位机740与激光干涉仪730和微处理器720连接，磁致伸缩位移传感器710与时间转换模块750连接，时间转换模块750与微处理器720连接。

激光干涉仪730用于在对磁致伸缩位移传感器710进行量程分段时进行位移标记；

上位机740用于将读取激光干涉仪730的位移标记量，以得到各个子量程段，并将各个子量程段写入至微处理器720中；

时间转换模块750用于根据微处理器720发送的开始计时的指令，对各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行标记；

微处理器720用于：

获取磁致伸缩位移传感器710进行量程分段后的各个子量程段；

获取各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个子量程段所属的时间区域；

判断当前时刻所属的目标时间区域，并根据目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到目标子量程段对应的校准速度；

根据校准速度、当前时刻和目标起始时刻，计算得到在目标子量程段上的第一位移；

将第一位移与目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到当前时刻对应的位移量。

该磁致伸缩位移传感器校准系统的具体实施方式与上述磁致伸缩位移传感器校准方法的具体实施例基本相同，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种校准设备，校准设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述磁致伸缩位移传感器校准方法。

请参阅图8，图8示意了另一实施例的校准设备的硬件结构，校准设备包括：

处理器801，可以采用通用的CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案；

存储器802，可以采用只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)等形式实现。存储器802可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器802中，并由处理器801来调用执行本申请实施例的磁致伸缩位移传感器校准方法；

输入/输出接口803，用于实现信息输入及输出；

通信接口804，用于实现本设备与其他设备的通信交互，可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信；

总线805，在设备的各个组件（例如处理器801、存储器802、输入/输出接口803和通信接口804）之间传输信息；

其中处理器801、存储器802、输入/输出接口803和通信接口804通过总线805实现彼此之间在设备内部的通信连接。

本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质为计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述磁致伸缩位移传感器校准方法。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本申请实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本领域技术人员可以理解的是，图中示出的技术方案并不构成对本申请实施例的限定，可以包括比图示更多或更少的步骤，或者组合某些步骤，或者不同的步骤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括多指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。

以上参照附图说明了本申请实施例的优选实施例，并非因此局限本申请实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请实施例的权利范围之内。

Claims (9)

1.一种磁致伸缩位移传感器校准方法，其特征在于，包括：

获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段；

获取各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个所述子量程段所属的时间区域；

判断当前时刻所属的目标时间区域，并根据所述目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到所述目标子量程段对应的校准速度；

根据所述校准速度、所述当前时刻和所述目标起始时刻，计算得到在所述目标子量程段上的第一位移；

将所述第一位移与所述目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到所述当前时刻对应的位移量；

所述获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段，包括：

确定所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段的起点位置；

预先确定各个所述子量程段的位移长度；

以所述起点位置为始发点开始移动所述磁致伸缩位移传感器的非接触磁环；

当所述非接触磁环的移动距离达到各个所述子量程段的所述位移长度时进行位移标记，以对所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段，标记得到各个子量程段。

2.根据权利要求1所述的磁致伸缩位移传感器校准方法，其特征在于，所述获取各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，包括：

以从所述起点位置开始移动的时刻作为起始时刻；

当所述非接触磁环的移动距离达到各个所述子量程段的所述位移长度时进行时刻标记，得到各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，其中，当前段的所述子量程段的起始时刻为相邻前一段所述子量程段的末尾时刻。

3.根据权利要求1所述的磁致伸缩位移传感器校准方法，其特征在于，所述判断当前时刻所属的目标时间区域，包括：

获取所述非接触磁环停止移动时对应的时刻为当前时刻；

将所述当前时刻与标记的各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行比对，以确定所述当前时刻所属的目标时间区域。

4.根据权利要求1所述的磁致伸缩位移传感器校准方法，其特征在于，所述根据所述目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到所述目标子量程段对应的校准速度通过以下公式执行：

；

式中，

表示第N段目标时间区域对应的校准速度，/>

表示第N段目标子量程段的位移长度，/>

表示第N段目标时间区域对应的末尾时刻，/>

表示第N段目标时间区域对应的起始时刻。

5.根据权利要求4所述的磁致伸缩位移传感器校准方法，其特征在于，根据所述校准速度、所述当前时刻和所述目标起始时刻，计算得到在所述目标子量程段上的第一位移通过以下公式执行：

；

式中，

表示在第N段目标子量程段上的第一位移，/>

表示第N段目标子量程段对应的校准速度，/>

表示第N段目标时间区域对应的目标起始时刻，/>

表示所属于第N段目标时间区域内的当前时刻。

6.根据权利要求5所述的磁致伸缩位移传感器校准方法，其特征在于，所述将所述第一位移与所述目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到所述当前时刻对应的位移量通过以下公式执行：

；

式中，

表示当前时刻对应的位移量，/>

表示在第N段目标子量程段上的第一位移，

表示第N段目标子量程段之前的所有子量程段的长度之和。

7.一种磁致伸缩位移传感器校准系统，其特征在于，包括磁致伸缩位移传感器、微处理器、激光干涉仪、上位机和时间转换模块，所述上位机与所述激光干涉仪和微处理器连接，所述磁致伸缩位移传感器与所述时间转换模块连接，所述时间转换模块与所述微处理器连接；

所述激光干涉仪用于在对磁致伸缩位移传感器进行量程分段时进行位移标记；

所述上位机用于读取所述激光干涉仪的位移标记量，以得到各个子量程段，并将各个所述子量程段写入至所述微处理器中；

所述时间转换模块用于根据所述微处理器发送的开始计时的指令，对各个子量程段对应的起始时刻和末尾时刻进行标记；

所述微处理器用于：

获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段；

获取各个所述子量程段对应的起始时刻和末尾时刻，以得到各个所述子量程段所属的时间区域；

判断当前时刻所属的目标时间区域，并根据所述目标时间区域对应的目标起始时刻、目标末尾时刻和目标子量程段，计算得到所述目标子量程段对应的校准速度；

根据所述校准速度、所述当前时刻和所述目标起始时刻，计算得到在所述目标子量程段上的第一位移；

将所述第一位移与所述目标子量程段之前的所有子量程段进行累加，得到所述当前时刻对应的位移量；

所述获取所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段后的各个子量程段，包括：

确定所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段的起点位置；

预先确定各个所述子量程段的位移长度；

以所述起点位置为始发点开始移动所述磁致伸缩位移传感器的非接触磁环；

当所述非接触磁环的移动距离达到各个所述子量程段的所述位移长度时进行位移标记，以对所述磁致伸缩位移传感器进行量程分段，标记得到各个子量程段。

8.一种校准设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

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