CN116222630A - 一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法 - Google Patents

一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法 Download PDF

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CN116222630A CN202310258881.6A CN202310258881A CN116222630A CN 116222630 A CN116222630 A CN 116222630A CN 202310258881 A CN202310258881 A CN 202310258881A CN 116222630 A CN116222630 A CN 116222630A
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Abstract

本发明公开了一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，属于编码器制造领域。本发明包括磁电编码器、导磁环、汇流环、转子、隔磁板、转轴。当开始工作时，先解算单对极角度值θ与单对极角度值θ1，将得到的两组数据做平均值，得到数据θ2，将θ2作为输出值，编码器信号解算板开始自检，当自检数值在ε区间内时，说明编码器在正常运行，当自检数值不在ε区间内时，发出报警系统，用差分公式Δ(i)＝θ(i)‑θ(i‑1)来判断是哪一侧的编码器信号解算板出现了问题，确定某一个编码器信号解算板发生故障时，将立刻停止收集此编码器信号解算板解算的角度值，暂时采用另一个编码器信号解算板解算的角度值作为输出值，本发明不仅可以提高角度值精度还可以提高了系统的可靠性。

Description

一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法
技术领域：
本发明属于编码器制造领域，具体涉及一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法。
背景技术：
磁电编码器是用于测量电机转角以及位移的装置，通常由定子、转子、霍尔元件、磁钢、信号采集板等组成,根据其工作方式可分为绝对式磁电编码器和增量式磁电编码器，其工作原理是利用磁场信号测量角度和位移。磁电编码器是一种新型的角度或位置测量装置，具有抗震动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰、体积小的特性，被广泛应用于机械制造、工业控制、航空航天、军工、雷达等领域，通常其测量精度高于其他标定仪器。
传统的磁电编码器优点众多，磁编码器体积小，精密，无接触无磨损；同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移，而且磁编码器寿命长，安装随意，接口形式丰富，价格合理，在恶劣的环境下也能照常工作，但是磁电编码器采用磁钢的方式，传统方式上磁钢易破损易破裂，需要隔一段时间进行更换，这样不仅不易于工作，而且还会降低工作效率。
目前传统的磁电编码器存在着故障率较高、在复杂的工作环境下适应能力不足等问题，而且其结构相对复杂，安装过程也比较繁琐，倘若单个磁电编码器发生故障后无法及时判断，将会对工作进程产生很大影响，这些问题对于磁电编码器的发展都存在着一定程度的制约,虽然磁电编码器的应用范围十分广泛，但是其分辨率却始终难以提高。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，本发明解决其技术问题的解决方案为：
一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，本方法应用于一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法；
一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，所述方法的具体实现过程为：
上述目的主要通过以下方案实现：
步骤一：给编码器信号解算板A、编码器信号解算板B上的供电电极A1、供电电极A2供电后，供电电极A1正极、供电电极A1负极分别与汇流环A的外圈电极C1正极、外圈电极C1负极导线连接，供电电极D1正极、供电电极D1负极分别与汇流环A的内圈电极B1正极、内圈电极B1负极导线连接，汇流环A的外圈导电环a1、外圈导电环b1与内圈导电环c1间隙配合，外圈导电环a2、外圈导电环b2与内圈导电环c2间隙配合，供电电极A2正极、供电电极A2负极分别与汇流环B的外圈电极C2正极、外圈电极C2负极导线连接，供电电极D2正极、供电电极D2负极分别与汇流环B的内圈电极B2正极、内圈电极B2负极导线连接,外圈导电环A1、外圈导电环B1与内圈导电环C1间隙配合，外圈导电环A2、外圈导电环B2与内圈导电环C2间隙配合,汇流环A、汇流环B内圈转动，转轴转动，转子A、转子B转动，产生磁场；
步骤二：单对极霍尔a1、单对极霍尔a2采集到两个角度值信号A+、A-，编码器信号解算板A对角度值信号A+、A-进行模数转换，得到角度值数字信号HA+、HA-，再对得到的数字信号HA+、HA-进行解算，得到单对极角度值θ，θ的取值范围为[0，2π]，然后将[0，2π]进行等比例放大到[0，65535]，其中单对极霍尔a1、单对极霍尔a2相互垂直，单对极角度值θ解算公式为(1)：
Figure BDA0004130475940000031
与之对称的，单对极霍尔b1、单对极霍尔b2采集到两个角度值信号B+、B-，编码器信号解算板B对角度值信号B+、B-进行模数转换，得到角度值数字信号HB+、HB-，再对得到的数字信号HB+、HB-进行解算，得到单对极角度值θ1，θ1的取值范围为[0，2π]，然后将[0，2π]进行等比例放大到[0，65535]，其中两对极霍尔b1、两对极霍尔b2相互垂直，单对极角度值θ1解算公式为(2)：
Figure BDA0004130475940000032
步骤三：将得出的单对极角度值θ、单对极角度值θ1进行求和，再将得到的求和结果平均得到角度平均值θ2，将θ2作为最终的角度输出，角度平均值解算公式为(3)：
Figure BDA0004130475940000033
步骤四：将得到的θ2分别与θ、θ1进行作差得到角度误差值θ3、角度误差值θ4，将作差得到的角度误差值θ3、角度误差值θ4与设定的范围ε值作对比，若θ3∈ε与θ4∈ε都满足，则说明两个编码器信号解算板都在正常的运行；否则，则说明编码器信号解算板出现了故障，将上传故障报警系统，角度误差值的解算公式为(4)、(5)：
θ3＝θ2-θ (4)
θ4＝θ2-θ1 (5)
步骤五：当报警系统启动后，立即对编码器信号解算板A和编码器信号解算板B进行校验，对单对极角度值θ和单对极角度值θ1同时进行差分计算，差分计算的解算公式为(6)(7)：
Δ1(i)＝θ(i)-θ(i-1) (6)
Δ2(i)＝θ1(i)-θ1(i-1) (7)
其中Δ1为差分计算后的数列，θ(i)为当前的单对极角度值，θ(i-1)为上一个的单对极角度值，Δ2为差分计算后的数列，θ1(i)为当前的单对极角度值，θ1(i-1)为上一个的单对极角度值，i为数据采样点的个数；
对编码器信号解算板A校验时：若Δ1中的0值数据点持续出现一个旋转周期，则说明该编码器处于损坏状态，确定了该编码器信号解算板出现故障后，将立刻终止收集编码器解算板A解算出的单对极角度值θ，暂时将采用单对极角度值θ1作为输出值；对编码器信号解算板B校验时：若Δ2中的0值数据点持续出现一个旋转周期，则说明该编码器处于损坏状态，确定了该编码器信号解算板出现故障后，将立刻终止收集编码器解算板B解算出的单对极角度值θ1，暂时将采用单对极角度值θ作为输出值。
本发明的有益效果为：
1.可以将两个编码器信号解算板得到的两组数据相加求平均值，作为最终的输出值，它不仅可以增加有效数据量信息的输出，还可以提高角度值精度。
2.可以比较从两个编码器信号解算板上获得的两组数据值。比较结果可用作自检，以检测编码器信号解算板是否存在故障；当其中一个编码器信号解算板发生故障，可以依靠另一个编码器信号解算板继续工作，提高了系统的可靠性。
3.采用线圈通电的形式代替磁钢，磁钢易破损易破裂，但本发明中转子是金属结构，坚固耐用，还可以根据转子所需要的磁场强弱，调节汇流环电流大小达到所需要求。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述
图1为本发明所述的总体结构示意图
图2为本发明所述的总体结构拆分示意图
图3为本发明所述的编码器信号解算板A和编码器信号解算板B结构示意图
图4为本发明所述的导磁环A和导磁环B结构示意图
图5为本发明所述的汇流环A结构拆分示意图
图6为本发明所述的汇流环B结构拆分示意图
图7为本发明所述的钢柱结构示意图
图8为本发明所述的转子A和转子B结构示意图
图9为本发明所述的单对极角度值θ信号图；
图10为本发明所述的单对极角度值θ1信号图；
图11为本发明所述的角度平均值信号图；
1、磁电编码器A；1-1、编码器信号解算板A；1-2、供电电极A1正极；1-3、供电电极A1负极；1-4、单对极霍尔a1；1-5、单对极霍尔a2；2、导磁环A；2-1、插槽1；2-2、插槽2；3、汇流环A；3-1、外圈a；3-2、外圈b；3-3、内圈a；3-4、内圈电极B1正极；3-5、内圈电极B1负极；3-6、钢柱a1；3-7、钢柱a2；3-8、外圈电极C1正极；3-9、外圈电极C1负极；3-10、外圈导电环a1；3-11、外圈导电环a2；3-12、外圈导电环b1；3-13、外圈导电环b2；3-14、内圈导电环c1；3-15、内圈导电环c2；4、转子A(4)；4-1、供电电极D1正极；4-2、供电电极D1负极；4-3、转子A绕组；5、隔磁板；6、转子B；6-1、供电电极D2正极；6-2、供电电极D2负极；6-3、转子B绕组；7、汇流环B(7)；7-1、外圈A；7-2、外圈B；7-3、内圈A；7-4、内圈电极B2正极；7-5、内圈电极B2负极；7-6、钢柱b1；7-7、钢柱b2；7-8、外圈电极C2正极；7-9、外圈电极C2负极；7-10、外圈导电环A1；7-11、外圈导电环A2；7-12、外圈导电环B1；7-13、外圈导电环B2；7-14、内圈导电环C1；7-15、内圈导电环C2；8、导磁环B；8-1、插槽3；8-2、插槽4；9、磁电编码器B；9-1、编码器信号解算板B；9-2、供电电极A2正极；9-3、供电电极A2负极；9-4、单对极霍尔b1；9-5、单对极霍尔b2；10、转轴。
具体实施方案
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示，本具体实施方式采用以下技术方案。
一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，本方法应用于一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器由磁电编码器A(1)、导磁环A(2)、汇流环A(3)、转子A(4)、隔磁板(5)、转子B(6)、汇流环B(7)、导磁环B(8)、磁电编码器B(9)、转轴(10)组成，所述的磁电编码器A(1)包括：编码器信号解算板A(1-1)、供电电极A1正极(1-2)、供电电极A1负极(1-3)、单对极霍尔a1(1-4)、单对极霍尔a2(1-5)；所述的导磁环A(2)包括：插槽1(2-1)、插槽2(2-2)；所述的汇流环A(3)包括：外圈a(3-1)、外圈b(3-2)、内圈a(3-3)、内圈电极B1正极(3-4)、内圈电极B1负极(3-5)、钢柱a1(3-6)、钢柱a2(3-7)、外圈电极C1正极(3-8)、外圈电极C1负极(3-9)、外圈导电环a1(3-10)、外圈导电环a2(3-11)、外圈导电环b1(3-12)、外圈导电环b2(3-13)、内圈导电环c1(3-14)、内圈导电环c2(3-15)；所述的转子A(4)包括：供电电极D1正极(4-1)、供电电极D1负极(4-2)、转子A绕组(4-3)；所述的转子B(6)包括：供电电极D2正极(6-1)、供电电极D2负极(6-2)、转子B绕组(6-3)；所述的汇流环B(7)包括：外圈A(7-1)、外圈B(7-2)、内圈A(7-3)、内圈电极B2正极(7-4)、内圈电极B2负极(7-5)、钢柱b1(7-6)、钢柱b2(7-7)、外圈电极C2正极(7-8)、外圈电极C2负极(7-9)、外圈导电环A1(7-10)、外圈导电环A2(7-11)、外圈导电环B1(7-12)、外圈导电环B2(7-13)、内圈导电环C1(7-14)、内圈导电环C2(7-15)；所述的导磁环B(8)包括：插槽3(8-1)、插槽4(8-2)；所述的磁电编码器B(9)包括：编码器信号解算板B(9-1)、供电电极A2正极(9-2)、供电电极A2负极(9-3)、单对极霍尔b1(9-4)、单对极霍尔b2(9-5)；其中导磁环A(2)上的插槽1(2-1)、插槽2(2-2)分别插上单对极霍尔a1(1-4)、单对极霍尔a2(1-5)后，导磁环A(2)与编码器信号解算板A(1-1)焊锡焊接；编码器信号解算板A(1-1)与汇流环A(3)的外圈a(3-1)和外圈b(3-2)胶接，供电电极A1正极(3-2)与汇流环A(3)的外圈电极C1正极(3-8)导线连接，供电电极A1负极(3-3)与汇流环A(3)的外圈电极C1负极(3-9)导线连接，外圈a(3-1)、外圈b(3-2)与钢柱a1(3-6)、钢柱a2(3-7)铰制孔连接，外圈a(3-1)与外圈b(3-2)间隙配合组成汇流环外圈，内圈电极B1正极(3-4)、内圈电极B1负极(3-5)与内圈a(3-3)焊接，外圈电极C1正极(3-8)、外圈电极C1负极(3-9)与外圈a(3-1)焊接,外圈导电环a1(3-10)、外圈导电环b1(3-12)与内圈导电环c1(3-14)间隙配合，外圈导电环a2(3-11)、外圈导电环b2(3-13)与内圈导电环c2(3-15)间隙配合；转轴(10)与内圈a(3-3)间隙配合、转轴(10)与内圈A(3-3)间隙配合；转子A(4)、转子B(6)与隔磁板(5)胶接，转子A(4)、隔磁板(5)、转子B(6)与转轴(10)间隙配合，供电电极D1正极(4-1)、供电电极D1负极(4-2)与转子A(4)焊锡焊接，供电电极D1正极(4-1)、供电电极D1负极(4-2)分别与汇流环A(3)的内圈电极B1正极(3-4)、内圈电极B1负极(3-5)导线连接；供电电极D2正极(6-1)、供电电极D2负极(6-2)与转子B(6)焊锡焊接，供电电极D2正极(6-1)、供电电极D2负极(6-2)分别与汇流环B(7)的内圈电极B2正极(7-4)、内圈电极B2负极(7-5)导线连接；编码器信号解算板B(9-1)与汇流环B(7)的外圈A(7-1)和外圈B(7-2)胶接，导磁环B(8)上的插槽3(8-1)、插槽4(8-2)分别插上单对极霍尔b1(9-4)、单对极霍尔b2(9-5)后，导磁环B(8)与编码器信号解算板B(9-1)焊锡焊接；供电电极A2正极(9-2)、供电电极A2负极(9-3)分别与汇流环B(7)的外圈电极C2正极(7-8)、外圈电极C2负极(7-9)导线连接，单对极霍尔b1(9-4)、单对极霍尔b1(9-5)与编码器信号解算板B(9-1)焊锡焊接，外圈A(7-1)、外圈B(7-2)与钢柱b1(7-6)、钢柱b2(7-7)铰制孔连接，外圈A(7-1)与外圈B(7-2)间隙配合组成汇流环外圈，内圈电极B2正极(7-4)、内圈电极B2负极(7-5)与内圈A(7-3)焊接，外圈电极C2正极(7-8)、外圈电极C2负极(7-9)与外圈A(7-1)焊接,外圈导电环A1(7-10)、外圈导电环B1(7-12)与内圈导电环C1(7-14)间隙配合，外圈导电环A2(7-11)、外圈导电环B2(7-13)与内圈导电环C2(7-15)间隙配合；
一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，所述方法的具体实现过程为：
步骤一：给编码器信号解算板A、编码器信号解算板B上的供电电极A1、供电电极A2供电后，供电电极A1正极、供电电极A1负极分别与汇流环A的外圈电极C1正极、外圈电极C1负极导线连接，供电电极D1正极、供电电极D1负极分别与汇流环A的内圈电极B1正极、内圈电极B1负极导线连接，汇流环A的外圈导电环a1、外圈导电环b1与内圈导电环c1间隙配合，外圈导电环a2、外圈导电环b2与内圈导电环c2间隙配合，供电电极A2正极、供电电极A2负极分别与汇流环B的外圈电极C2正极、外圈电极C2负极导线连接，供电电极D2正极、供电电极D2负极分别与汇流环B的内圈电极B2正极、内圈电极B2负极导线连接,外圈导电环A1、外圈导电环B1与内圈导电环C1间隙配合，外圈导电环A2、外圈导电环B2与内圈导电环C2间隙配合,汇流环A、汇流环B内圈转动，转轴转动，转子A、转子B转动，产生磁场；
步骤二：单对极霍尔a1、单对极霍尔a2采集到两个角度值信号A+、A-，编码器信号解算板A对角度值信号A+、A-进行模数转换，得到角度值数字信号HA+、HA-，再对得到的数字信号HA+、HA-进行解算，得到单对极角度值θ，θ的取值范围为[0，2π]，然后将[0，2π]进行等比例放大到[0，65535]，其中单对极霍尔a1、单对极霍尔a2相互垂直，单对极角度值θ解算公式为(8)：
Figure BDA0004130475940000091
与之对称的，单对极霍尔b1、单对极霍尔b2采集到两个角度值信号B+、B-，编码器信号解算板B对角度值信号B+、B-进行模数转换，得到角度值数字信号HB+、HB-，再对得到的数字信号HB+、HB-进行解算，得到单对极角度值θ1，θ1的取值范围为[0，2π]，然后将[0，2π]进行等比例放大到[0，65535]，其中两对极霍尔b1、两对极霍尔b2相互垂直，单对极角度值θ1解算公式为(9)：
Figure BDA0004130475940000101
步骤三：将得出的单对极角度值θ、单对极角度值θ1进行求和，再将得到的求和结果平均得到角度平均值θ2，将θ2作为最终的角度输出，角度平均值解算公式为(10)：
Figure BDA0004130475940000102
步骤四：将得到的θ2分别与θ、θ1进行作差得到角度误差值θ3、角度误差值θ4，将作差得到的角度误差值θ3、角度误差值θ4与设定的范围ε值作对比，若θ3∈ε与θ4∈ε都满足，则说明两个编码器信号解算板都在正常的运行；否则，则说明编码器信号解算板出现了故障，将上传故障报警系统，角度误差值的解算公式为(11)、(12)：
θ3＝θ2-θ (11)
θ4＝θ2-θ1 (12)
步骤五：当报警系统启动后，立即对编码器信号解算板A和编码器信号解算板B进行校验，对单对极角度值θ和单对极角度值θ1同时进行差分计算，差分计算的解算公式为(13)(14)：
Δ1(i)＝θ(i)-θ(i-1) (13)
Δ2(i)＝θ1(i)-θ1(i-1) (14)
其中Δ1为差分计算后的数列，θ(i)为当前的单对极角度值，θ(i-1)为上一个的单对极角度值，Δ2为差分计算后的数列，θ1(i)为当前的单对极角度值，θ1(i-1)为上一个的单对极角度值，i为数据采样点的个数；
对编码器信号解算板A校验时：若Δ1中的0值数据点持续出现一个旋转周期，则说明该编码器处于损坏状态，确定了该编码器信号解算板出现故障后，将立刻终止收集编码器解算板A解算出的单对极角度值θ，暂时将采用单对极角度值θ1作为输出值；对编码器信号解算板B校验时：若Δ2中的0值数据点持续出现一个旋转周期，则说明该编码器处于损坏状态，确定了该编码器信号解算板出现故障后，将立刻终止收集编码器解算板B解算出的单对极角度值θ1，暂时将采用单对极角度值θ作为输出值。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，本方法应用于一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器及角度解算方法，一种高可靠的轴向双侧磁感应式磁电编码器由磁电编码器A(1)、导磁环A(2)、汇流环A(3)、转子A(4)、隔磁板(5)、转子B(6)、汇流环B(7)、导磁环B(8)、磁电编码器B(9)、转轴(10)组成，所述的磁电编码器A(1)包括：编码器信号解算板A(1-1)、供电电极A1正极(1-2)、供电电极A1负极(1-3)、单对极霍尔a1(1-4)、单对极霍尔a2(1-5)；所述的导磁环A(2)包括：插槽1(2-1)、插槽2(2-2)；所述的汇流环A(3)包括：外圈a(3-1)、外圈b(3-2)、内圈a(3-3)、内圈电极B1正极(3-4)、内圈电极B1负极(3-5)、钢柱a1(3-6)、钢柱a2(3-7)、外圈电极C1正极(3-8)、外圈电极C1负极(3-9)、外圈导电环a1(3-10)、外圈导电环a2(3-11)、外圈导电环b1(3-12)、外圈导电环b2(3-13)、内圈导电环c1(3-14)、内圈导电环c2(3-15)；所述的转子A(4)包括：供电电极D1正极(4-1)、供电电极D1负极(4-2)、转子A绕组(4-3)；所述的转子B(6)包括：供电电极D2正极(6-1)、供电电极D2负极(6-2)、转子B绕组(6-3)；所述的汇流环B(7)包括：外圈A(7-1)、外圈B(7-2)、内圈A(7-3)、内圈电极B2正极(7-4)、内圈电极B2负极(7-5)、钢柱b1(7-6)、钢柱b2(7-7)、外圈电极C2正极(7-8)、外圈电极C2负极(7-9)、外圈导电环A1(7-10)、外圈导电环A2(7-11)、外圈导电环B1(7-12)、外圈导电环B2(7-13)、内圈导电环C1(7-14)、内圈导电环C2(7-15)；所述的导磁环B(8)包括：插槽3(8-1)、插槽4(8-2)；所述的磁电编码器B(9)包括：编码器信号解算板B(9-1)、供电电极A2正极(9-2)、供电电极A2负极(9-3)、单对极霍尔b1(9-4)、单对极霍尔b2(9-5)；其中导磁环A(2)上的插槽1(2-1)、插槽2(2-2)分别插上单对极霍尔a1(1-4)、单对极霍尔a2(1-5)后，导磁环A(2)与编码器信号解算板A(1-1)焊锡焊接；编码器信号解算板A(1-1)与汇流环A(3)的外圈a(3-1)和外圈b(3-2)胶接，供电电极A1正极(3-2)与汇流环A(3)的外圈电极C1正极(3-8)导线连接，供电电极A1负极(3-3)与汇流环A(3)的外圈电极C1负极(3-9)导线连接，外圈a(3-1)、外圈b(3-2)与钢柱a1(3-6)、钢柱a2(3-7)铰制孔连接，外圈a(3-1)与外圈b(3-2)间隙配合组成汇流环外圈，内圈电极B1正极(3-4)、内圈电极B1负极(3-5)与内圈a(3-3)焊接，外圈电极C1正极(3-8)、外圈电极C1负极(3-9)与外圈a(3-1)焊接,外圈导电环a1(3-10)、外圈导电环b1(3-12)与内圈导电环c1(3-14)间隙配合，外圈导电环a2(3-11)、外圈导电环b2(3-13)与内圈导电环c2(3-15)间隙配合；转轴(10)与内圈a(3-3)间隙配合、转轴(10)与内圈A(3-3)间隙配合；转子A(4)、转子B(6)与隔磁板(5)胶接，转子A(4)、隔磁板(5)、转子B(6)与转轴(10)间隙配合，供电电极D1正极(4-1)、供电电极D1负极(4-2)与转子A(4)焊锡焊接，供电电极D1正极(4-1)、供电电极D1负极(4-2)分别与汇流环A(3)的内圈电极B1正极(3-4)、内圈电极B1负极(3-5)导线连接；供电电极D2正极(6-1)、供电电极D2负极(6-2)与转子B(6)焊锡焊接，供电电极D2正极(6-1)、供电电极D2负极(6-2)分别与汇流环B(7)的内圈电极B2正极(7-4)、内圈电极B2负极(7-5)导线连接；编码器信号解算板B(9-1)与汇流环B(7)的外圈A(7-1)和外圈B(7-2)胶接，导磁环B(8)上的插槽3(8-1)、插槽4(8-2)分别插上单对极霍尔b1(9-4)、单对极霍尔b2(9-5)后，导磁环B(8)与编码器信号解算板B(9-1)焊锡焊接；供电电极A2正极(9-2)、供电电极A2负极(9-3)分别与汇流环B(7)的外圈电极C2正极(7-8)、外圈电极C2负极(7-9)导线连接，单对极霍尔b1(9-4)、单对极霍尔b1(9-5)与编码器信号解算板B(9-1)焊锡焊接，外圈A(7-1)、外圈B(7-2)与钢柱b1(7-6)、钢柱b2(7-7)铰制孔连接，外圈A(7-1)与外圈B(7-2)间隙配合组成汇流环外圈，内圈电极B2正极(7-4)、内圈电极B2负极(7-5)与内圈A(7-3)焊接，外圈电极C2正极(7-8)、外圈电极C2负极(7-9)与外圈A(7-1)焊接,外圈导电环A1(7-10)、外圈导电环B1(7-12)与内圈导电环C1(7-14)间隙配合，外圈导电环A2(7-11)、外圈导电环B2(7-13)与内圈导电环C2(7-15)间隙配合；
所述方法的具体实施过程为：
步骤一：给编码器信号解算板A、编码器信号解算板B上的供电电极A1、供电电极A2供电后，供电电极A1正极、供电电极A1负极分别与汇流环A的外圈电极C1正极、外圈电极C1负极导线连接，供电电极D1正极、供电电极D1负极分别与汇流环A的内圈电极B1正极、内圈电极B1负极导线连接，汇流环A的外圈导电环a1、外圈导电环b1与内圈导电环c1间隙配合，外圈导电环a2、外圈导电环b2与内圈导电环c2间隙配合，供电电极A2正极、供电电极A2负极分别与汇流环B的外圈电极C2正极、外圈电极C2负极导线连接，供电电极D2正极、供电电极D2负极分别与汇流环B的内圈电极B2正极、内圈电极B2负极导线连接,外圈导电环A1、外圈导电环B1与内圈导电环C1间隙配合，外圈导电环A2、外圈导电环B2与内圈导电环C2间隙配合,汇流环A、汇流环B内圈转动，转轴转动，转子A、转子B转动，产生磁场；
步骤二：单对极霍尔a1、单对极霍尔a2采集到两个角度值信号A+、A-，编码器信号解算板A对角度值信号A+、A-进行模数转换，得到角度值数字信号HA+、HA-，再对得到的数字信号HA+、HA-进行解算，得到单对极角度值θ，θ的取值范围为[0，2π]，然后将[0，2π]进行等比例放大到[0，65535]，其中单对极霍尔a1、单对极霍尔a2相互垂直，单对极角度值θ解算公式为(1)：
Figure FDA0004130475930000041
与之对称的，单对极霍尔b1、单对极霍尔b2采集到两个角度值信号B+、B-，编码器信号解算板B对角度值信号B+、B-进行模数转换，得到角度值数字信号HB+、HB-，再对得到的数字信号HB+、HB-进行解算，得到单对极角度值θ1，θ1的取值范围为[0，2π]，然后将[0，2π]进行等比例放大到[0，65535]，其中两对极霍尔b1、两对极霍尔b2相互垂直，单对极角度值θ1解算公式为(2)：
Figure FDA0004130475930000042
步骤三：将得出的单对极角度值θ、单对极角度值θ1进行求和，再将得到的求和结果平均得到角度平均值θ2，将θ2作为最终的角度输出，角度平均值解算公式为(3)：
Figure FDA0004130475930000043
步骤四：将得到的θ2分别与θ、θ1进行作差得到角度误差值θ3、角度误差值θ4，将作差得到的角度误差值θ3、角度误差值θ4与设定的范围ε值作对比，若θ3∈ε与θ4∈ε都满足，则说明两个编码器信号解算板都在正常的运行；否则，则说明编码器信号解算板出现了故障，将上传故障报警系统，角度误差值的解算公式为(4)、(5)：
θ3＝θ2-θ(4)
θ4＝θ2-θ1(5)
步骤五：当报警系统启动后，立即对编码器信号解算板A和编码器信号解算板B进行校验，对单对极角度值θ和单对极角度值θ1同时进行差分计算，差分计算的解算公式为(6)(7)：
Δ1(i)＝θ(i)-θ(i-1)(6)
Δ2(i)＝θ1(i)-θ1(i-1)(7)
其中Δ1为差分计算后的数列，θ(i)为当前的单对极角度值，θ(i-1)为上一个的单对极角度值，Δ2为差分计算后的数列，θ1(i)为当前的单对极角度值，θ1(i-1)为上一个的单对极角度值，i为数据采样点的个数；
对编码器信号解算板A校验时：若Δ1中的0值数据点持续出现一个旋转周期，则说明该编码器处于损坏状态，确定了该编码器信号解算板出现故障后，将立刻终止收集编码器解算板A解算出的单对极角度值θ，暂时将采用单对极角度值θ1作为输出值；对编码器信号解算板B校验时：若Δ2中的0值数据点持续出现一个旋转周期，则说明该编码器处于损坏状态，确定了该编码器信号解算板出现故障后，将立刻终止收集编码器解算板B解算出的单对极角度值θ1，暂时将采用单对极角度值θ作为输出值。
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