CN211205181U - 角度传感器和修正参数计算单元 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种角度传感器和修正参数计算单元。角度传感器包括：检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，其中，所述角度的修正参数包括：在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

Description

角度传感器和修正参数计算单元

技术领域

本申请涉及传感器技术领域。

背景技术

以往，使用旋转编码器作为角度检测器。

旋转编码器存在一些局限性，例如：容易受外部磁场干扰，在旋转编码器的附近存在磁性-体或高导磁率材料时，有旋转角的测量精度恶化的情况；此外，在旋转编码器的附近存在磁性体或高导磁率材料而磁场分布变得复杂时，不能充分地进行补正；此外，旋转编码器安装不方便，尤其在防水构造的情况下，旋转编码器的信号布线的取出部的结构变得复杂，组装变得复杂；此外，旋转编码器相当于在电机上安装的一个小电机，因而成本较高。

随着科技的进步，以磁阻材料作为角度测量的方法也逐渐成熟，市场上出现了使用磁阻材料的角度传感器。磁阻材料例如是各向异性磁阻(AMR)材料，巨磁阻(GMR) 材料和隧穿磁阻(TMR)材料等。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

对于磁阻材料，当外部磁场的方向和阻磁材料的内部磁化方向一致时，阻磁材料的电阻不发生变化，当外部磁场的方向和阻磁材料的内部磁化方向之间形成夹角θr 时，磁阻材料的电阻变化率例如为2％～50％，变化率的具体数值根据磁阻材料的种类和制作方法而不同。

在使用阻磁材料的角度传感器中，可以将阻磁材料制作的电阻器连接成惠斯通电桥，根据惠斯通电桥的输出信号，检测外部磁场的方向与预定方向之间的夹角。

本申请的发明人发现，由于电阻的材料和制造误差等因素，在无磁感应的情况下，惠斯通电桥的各电阻的电阻值可能与理想的电阻值并不一致，因此，导致惠斯通电桥的输出信号与理想的输出信号之间存在偏差，例如：输出信号中存在直流分量，并且，输出信号的正弦分量和余弦分量的正交性变差等。

本申请实施例提供一种角度传感器和修正参数计算单元，该角度传感器能够根据角度的修正参数对惠斯通电桥的检测信号校正，并根据校正后的检测信号计算检测对象的角度，因此，能够提高角度检测的准确性。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种角度传感器，所述角度传感器包括：

检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，其中，所述角度的修正参数包括：在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种应用于角度传感器的修正参数计算单元，所述角度传感器包括：

检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值；

所述修正参数计算单元计算所述角度的修正参数，所述角度的修正参数包括：

在所述检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

本申请的有益效果之一在于：根据角度的修正参数对惠斯通电桥的检测信号校正，并根据校正后的检测信号计算检测对象的角度，因此，能够提高角度检测的准确性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附附记的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是角度传感器中惠斯通电桥的一个等效电路图；

图2A是初始电阻值相同和不同的情况下Vsin在一个周期内的波形图；

图2B是图2A的波形22和波形21的差值的一个波形图；

图3是本申请实施例的第一方面的角度传感器的一个示意图；

图4是角度计算单元40的一个示意图；

图5是修正参数计算单元50的一个示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附附记的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，除非上下文另外明确指出。

在本申请实施例中，所有角度的表示方式为角度制，例如：“θp＝270”，应理解为“θp＝270度”。

实施例的第一方面

本申请实施例的第一方面提供一种角度传感器。在该角度传感器中，阻磁材料制成的电阻器连接成惠斯通电桥，该角度传感器根据惠斯通电桥的输出信号检测角度。

图1是惠斯通电桥的一个等效电路图。如图1所示，惠斯通电桥包括第一桥(Sin桥)和第二桥(Cos桥)。

如图1所示，在第一桥中，将R1(601)、R3(603)的固定磁性层的磁化方向设定为θp＝90(即，固定磁性层的磁化方向与预设的0度方向的夹角为90度)，R2(602)、 R4(604)的固定磁性层的磁化方向设定为θp＝270(即，固定磁性层的磁化方向与预设的0度方向的夹角为270度)，自由磁性层的磁化方向θf由外部磁场决定，θr表示θf与预定的方向的夹角，该预定的方向是磁阻元件的固定磁性层的磁化方向。4个磁阻元件601～604的电阻值由下式可知：

R1＝R10-R10*COS((θr-0)*2*π/360)*(G/2)

R3＝R30-R30*COS((θr-0)*2*π/360)*(G/2)

R2＝R20-R20*COS((θr-180)*2*π/360)*(G/2)

R4＝R40-R40*COS((θr-180)*2*π/360)*(G/2)

其中，G为磁化率系数，Rn0的值为磁阻元件在无磁场下的电阻值(即，初始电阻值)，n＝1，2，3，4。

如图1所示，在第二桥中，将R5(605)、R7(607)的固定磁性层的磁化方向设定为θp＝0(即，固定磁性层的磁化方向与预设的0度方向的夹角为0度)，R6(606)、 R8(608)的固定磁性层的磁化方向设定为θp＝180(即，固定磁性层的磁化方向与预设的0度方向的夹角为180度)，自由磁性层的磁化方向θf由外部磁场决定，θr表示θf与预定的方向的夹角，该预定的方向是磁阻元件的固定磁性层的磁化方向。4个磁阻元件605～608的电阻值由下式可知：

R5＝R50-R50*COS((θr-90)*2*π/360)*(G/2)

R7＝R70-R70*COS((θr-90)*2*π/360)*(G/2)

R6＝R60-R60*COS((θr-270)*2*π/360)*(G/2)

R8＝R80-R80*COS((θr-270)*2*π/360)*(G/2)

其中，G为磁化率系数，Rm0的值为磁阻元件在无磁场下的电阻值(即，初始电阻值)，m＝5，6，7，8。

根据图1，Vsin[+]和Vsin[-]是第一桥输出的电压信号，其中：

Vsin[+]＝VD5*R2/(R1+R2)

Vsin[-]＝VD5*R3/(R3+R4)

Vsin＝Vsin[+]-Vsin[-]＝VD5*(R2/(R1+R2)-R3/(R3+R4))

当R10＝R20＝R30＝R40时，Vsin＝-0.5*VD5*G*Sinθr，其中，VD5是预定的电压值。

根据图1，Vcos[+]和Vcos[-]是第二桥输出的电压信号，其中：

Vcos＝Vcos[+]-Vcos[-]＝VD5*(R6/(R5+R6)-R7/(R7+R8))

当R10＝R20＝R30＝R40时，Vcos＝-0.5*VD5*G*cosθr，其中，VD5是预定的电压值。

得到Vsin和Vcos后，即可根据式θr＝actan(Vsin/Vcos)求出转动的磁铁的转角。

在上述对于求角度θr的说明中，在第一桥和第二桥中，假设了惠斯通电桥的电阻在无磁感应的情况下，电阻值(即，初始电阻值)完全相等的情形，但是在实际的使用中，因为材料和制造误差，会导致电阻值不统一。这样的不一致导致Vsin和Vcos 与理想的输出信号之间存在偏差，例如：输出信号Vsin和Vcos中存在直流分量，并且，输出信号的正弦分量和余弦分量的正交性变差等。

图2A是初始电阻值相同和不同的情况下Vsin在一个周期内的波形图，横轴为角度，纵轴为Vsin的值。如图2A所示，21是初始电阻值相同时的Vsin波形，22是初始电阻不相同时的Vsin波形。其中，波形21和波形22的偏差并不是与角度成线性关系。

图2B是图2A的波形22和波形21的偏差的一个波形图，横轴为角度，纵轴为偏差的值。如图2B所示，波形22和波形21的偏差的波形23类似于正弦波。此外，初始电阻值不同的情况下的Vcos和相同情况下的Vcos的偏差的波形类似于余弦波。

如图2A和图2B所示，由于波形22和波形21的偏差不成线性关系，所以，用普通的加减方式无法消除该偏差；此外，尽管可以通过对Vsin和Vcos数据做偏移处理和归一化处理来校正部分的偏差，但是不能完全校正该偏差。

图3是本申请实施例的第一方面的角度传感器的一个示意图。如图3所示，该角度传感器3包括：检测信号生成单元30和角度计算单元40。

在本实施例中，检测信号生成单元30能够生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号，例如，Vsin和Vcos；角度计算单元40能够根据检测信号(例如，Vsin 和Vcos)以及角度的修正参数进行计算，生成与检测信号具有对应关系的角度检测值。

在本申请的至少一个实施例中，角度计算单元40所使用的角度的修正参数包括：在检测信号生成单元30生成的校正用检测信号的一个周期内，该校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值(例如，Sinpeak和Cospeak)和平均值(例如，Sinavg和 Cosavg)，以及与校正用检测信号相对于标准检测信号相位偏移相关的角度(例如，Δθ_90)。

根据本申请第一方面的实施例，根据角度的修正参数对惠斯通电桥的检测信号校正，并根据校正后的检测信号计算检测对象的角度，因此，能够提高角度检测的准确性。

如图3所示，检测信号生成单元30可以包括：感测单元300，放大器301、302，模数转换单元303、304，以及计算单元305。

如图3所示，感测单元300生成与检测对象101的角度具有对应关系的电压信号，例如，检测对象101可以具有磁体(该磁体具有N极和S极)，感测单元300可以包括图1所示的第一桥和第二桥，感测单元300可以被设置在检测对象101的附近。检测对象101的角度可以指检测对象101的磁场的方向与预定方向的夹角的角度。

感测单元300可以输出第一桥和第二桥的电压信号，该电压信号为模拟信号，例如为Vasin[+]，Vacos[+]，Vasin[-]，Vacos[-]。

如图3所示，放大器301、302对电压信号进行放大处理，例如，放大器301对电压信号Vasin[+]，Vasin[-]进行放大处理，放大器302对电压信号Vacos[+]，Vacos[-] 进行放大处理。

如图3所示，模数转换单元303、304对放大器301、302输出的信号进行采样并进行模数转换，生成数字信号，例如，模数转换单元303对放大器301输出的信号进行模数转换，生成数字信号Vsin[+]，Vsin[-]，模数转换单元304对放大器302输出的信号进行模数转换，生成数字信号Vcos[+]，Vcos[-]。

如图3所示，计算单元305根据模数转换单元303、304的输出信号生成检测信号Vsin，Vcos，例如，Vsin＝Vsin[+]-Vsin[-]，Vcos＝Vcos[+]-Vcos[-]。

图4是角度计算单元40的一个示意图。如图4所示，角度计算单元40包括：归一化处理单元401，角度初步计算单元402，角度调整单元403，检测信号校正单元404以及角度确定单元405。

如图4所示，归一化处理单元401可以使用校正用检测信号在一个周期内的最大值VsinMAX，VcosMAX和最小值VsinMIN，VcosMIN，对检测信号Vsin，Vcos进行归一化处理，输出归一化处理后的检测信号Vsin[1]，Vcos[1]。

归一化处理单元401可以采用下式(1)、(2)进行归一化处理：

Vsin[1]＝2*Vsin/(VsinMAX-VsinMIN) (1)

Vcos[1]＝2*Vcos/(VcosMAX-VcosMIN) (2)

归一化处理后的检测信号Vsin[1]和Vcos[1]的取值范围在-1到1之间，从而去除了检测信号中的直流分量。

角度初步计算单元402根据归一化处理后的检测信号Vsin[1]和Vcos[1]，计算检测对象101的第一角度θ1，例如，根据式θ1＝actan(Vsin[1]/Vcos[1])计算第一角度θ1。

角度调整单元403根据与相位偏移相关的角度△θ_90对第一角度θ1进行调整，得到第二角度θ2，例如，第二角度θ2＝θ1-△θ_90。

在第一桥或第二桥中，如果各电阻的初始电阻值不均匀，根据Vsin[1]和Vcos[1]计算出的第一角度θ1会存在固定的角度偏差，该角度偏差为△θ_90，因此，角度调整单元403将第一角度θ1调整为第二角度θ2，能够消除该角度偏差△θ_90的影响。

检测信号校正单元404根据归一化处理后的检测信号Vsin[1]和Vcos[1]，第二角度θ2，峰值Sinpeak和Cospeak，以及平均值Sinavg和Cosavg，计算校正后的检测信号。其中，检测信号校正单元404可以计算与第二角度θ2相关的正弦值与峰值Sinpeak 或Cospeak的乘积，并根据归一化处理后的检测信号Vsin[1]和Vcos[1]，以及平均值 Sinavg和Cosavg，计算校正后的检测信号。

例如，检测信号校正单元404使用下式(3)、(4)计算校正后的检测信号Vsin[2] 和Vcos[2]：

Vsin[2]＝Vsin[1]-(Sinavg–sinsig*Sinpeak*SIN((2*θ2+270)*π/180)) (3)

Vcos[2]＝Vcos[1]-(Cosavg–cossig*Cospeak*SIN((2*θ2+270)*π/180)) (4)

在式(3)和(4)中：SIN((2*θ2+270)*π/180)是与第二角度相关的正弦值；符号标识sinsig表示Sinavg的符号，例如，Sinavg＞0，则sinsig＝1，否则，sinsig＝-1；符号标识cossig表示Cosavg的符号，例如，Cosavg＞0，则cossig＝1，否则，cossig ＝-1。

角度确定单元405根据校正后的检测信号Vsin[2]和Vcos[2]，计算角度检测值θ3，例如，根据式θ3＝actan(Vsin[2]/Vcos[2])计算角度检测值θ3。

角度传感器3可以输出角度检测值θ3，作为对检测对象101进行角度检测的结果。

如图3所示，角度传感器3还可以包括：第一存储器60。第一存储器60至少可以存储上述的峰值(例如，Sinpeak和Cospeak)、平均值(例如，Sinavg和Cosavg) 和与相位偏移相关的角度(例如，△θ_90)等，由此，角度计算单元40可以直接从第一存储器60中读取参数进行计算。

在至少一个实施例中，如图3所示，角度传感器3还包括：修正参数计算单元 50。修正参数计算单元50可以用于计算角度计算单元40所使用的上述参数，例如，峰值(例如，Sinpeak和Cospeak)、平均值(例如，Sinavg和Cosavg)和与相位偏移相关的角度(例如，△θ_90)等。

图5是修正参数计算单元50的一个示意图。如图5所示，修正参数计算单元50 包括：第二存储器501，校正用归一化处理单元502，校正用角度初步计算单元503，相位偏移计算单元504，信号偏差计算单元505以及参数确定单元506。

在至少一个实施例中，可以使校正用检测对象设置于角度传感器3的检测信号生成单元30附近，例如，校正用检测对象被设置于图3的检测对象101的位置处，并且校正用检测对象也具有磁性。校正用检测对象的角度变化时，该检测信号生成单元 30生成与检测对象的角度对应的检测信号，针对校正用检测对象生成的检测信号被作为校正用检测信号。

在至少一个实施例中，校正用检测对象可以被旋转到若干个已知的真实角度，对应于每一个已知的真实角度，检测信号生成单元30可以生成对应的校正用检测信号。修正参数计算单元50可以根据这些校正用检测信号，生成角度计算单元40所使用的上述参数。

下面，对修正参数计算单元50中各单元进行说明。

在至少一个实施例中，校正用检测对象可以以预定的速度旋转，例如，按照10rad/分钟的速度，从0度转动到360度。

感测单元300可以根据校正用检测对象的旋转的角度生成电压信号(模拟信号)，例如为V’asin[+]，V’acos[+]，V’asin[-]，V’acos[-]；放大器301、302对感测单元300 生成的电压信号进行放大处理；模数转换单元303、304对放大器301、302输出的信号进行采样并进行模数转换，生成数字信号V’sin[+]，V’sin[-]，V’cos[+]，V’cos[-]；计算单元305根据模数转换单元303、304输出的数字信号生成检测信号V’sin，V’cos，例如，V’sin＝V’sin[+]-V’sin[-]，V’cos＝V’cos[+]-V’cos[-]。

第二存储器501可以存储在校正用检测对象从0度转动到360度的过程中生成的V’sin和V’cos，例如，第二存储器501可以在校正用检测对象每转动固定角度时，对此时的V’sin和V’cos进行一次存储，该固定角度例如是0.5度，由此，可以存储361*2 个V’sin以及361*2个V’cos。第二存储器501存储的V’sin和V’cos为校正用检测信号，并且，由于校正用检测对象的转动范围是从0度到360度，因此，第二存储器 501存储了的校正用检测信号对应于校正用检测对象的一个周期。

由于校正用检测对象的起始角度已知，前后两次存储的V’sin(V’cos)对应的校正用检测对象的角度间隔已知，所以，每次存储的V’sin(V’cos)所对应的校正用检测对象的真实角度是已知的，即，第二存储器501能够将校正用检测对象旋转到的已知的真实角度与校正用检测信号对应地进行存储。

在至少一个实施例中，第二存储器501可以与第一存储器60是同一个存储器，也可以是不同的存储器。

校正用归一化处理单元502使用第二存储器501存储的校正用检测信号在一个周期内的最大值VsinMAX和VcosMAX，以及最小值VsinMIN和VcosMIN，对校正用检测信号V’sin，V’cos进行归一化处理，输出归一化处理后的校正用检测信号Vsin[0]， Vcos[0]。

例如，校正用归一化处理单元502可以采用下式(1a)、(2a)进行归一化处理：

Vsin[0]＝2*V’sin/(VsinMAX-VsinMIN) (1a)

Vcos[0]＝2*V’cos/(VcosMAX-VcosMIN) (2a)

归一化处理后的检测信号Vsin[0]和Vcos[0]的取值范围在-1到1之间，从而去除了校正用检测信号中的直流分量。

校正用角度初步计算单元503根据归一化处理后的校正用检测信号Vsin[0]，Vcos[0]，计算校正用检测对象的估算角度θ0，例如，根据式θ0＝actan(Vsin[0]/Vcos[0])计算校正用检测对象的估算角度θ0。

相位偏移计算单元504计算在预定角度下(例如，90度)，估算角度θ0与校正用检测对象的真实角度的差，作为与相位偏移相关的角度△θ_90，其中，该预定角度可以是90度，例如：校正用检测对象的真实角度为90度时，对应的校正用检测信号 V’sin和V’cos为第二存储器501中存储的第181个V’sin和第181个V’cos，对于该第181个V’sin和第181个V’cos，校正用角度初步计算单元503计算出的估算角度θ0＝θ0_[90]，相位偏移计算单元504计算△θ_90＝θ0_[90]-90。

此外，本申请可以不限于此，该预定角度也可以是其它角度。

在信号偏差计算单元505中，可以在校正用检测信号的一个周期的范围内，计算归一化处理后的校正用检测信号与标准检测信号的差值，并计算该差值的最大值和最小值，其中，该差值的最大值例如为ΔSin_MAX，ΔCos_MAX，该差值的最小值例如为ΔSin_MIN，ΔCos_MIN。

其中，标准检测信号是指：在第一桥和第二桥中的各电阻的初始电阻值完全相等的情况下，归一化处理后的检测信号。该标准检测信号可以通过理论计算得出。

参数确定单元506可以根据信号偏差计算单元505所得到的差值的最大值和最小值，计算该差值的峰值和该差值的平均值。

例如，参数确定单元506可以将上述的最大值与最小值相减，并将相减的结果除以2，得到峰值Sinpeak和Cospeak，即，峰值Sinpeak＝(ΔSin_MAX-ΔSin_MIN)/2，峰值Cospeak＝(ΔCos_MAX-ΔCos_MIN)/2；参数确定单元506可以将上述最大值与最小值相加，并将相加的结果除以2，得到平均值Sinavg和Cosavg，即，平均值Sinavg ＝(ΔSin_MAX+ΔSin_MIN)/2，平均值Cosavg＝(ΔCos_MAX+ΔCos_MIN)/2。

此外，参数确定单元506还可以根据平均值与0的大小关系，确定符号标识sinsig和cossig的值，例如，Sinavg＞0，则sinsig＝1，否则，sinsig＝-1；Cosavg＞0，则cossig＝1，否则，cossig＝-1。

符号标识sinsig和cossig的值也可以被存储到第一存储器60中。

在至少一个实施例中，可以先使用修正参数计算单元50计算各修正参数，并将计算出的修正参数存储到第一存储器60中；在对检测对象的角度进行实时检测的过程中，角度计算单元40根据检测信号生成单元30生成的检测信号，并结合存储在第一存储器60的各修正参数(由修正参数计算单元50计算出)，计算出对应于检测对象的角度的角度检测值。

在至少一个实施例中，修正参数计算单元50可以被设置为角度传感器3的一个部分，例如，修正参数计算单元50被集成或被安装于角度传感器3；或者，修正参数计算单元50可以独立于角度传感器3而设置，并且，可以根据需要，使修正参数计算单元50与角度传感器3连接或解除连接，即：在计算各修正参数时，将修正参数计算单元50与检测信号生成单元30和第一存储器60连接，从而根据检测信号生成单元30生成的针对校正用检测对象的检测信号进行各修正参数计算，并将计算出的修正参数存储到第一存储器60中；在对检测对象的角度进行实时检测的过程中，解除修正参数计算单元50与检测信号生成单元30和第一存储器60的连接。

根据本申请的实施例，根据角度的修正参数对惠斯通电桥的检测信号校正，并根据校正后的检测信号计算检测对象的角度，因此，能够提高角度检测的准确性。

结合本发明实施例描述的角度传感器的角度计算单元和/或修正参数计算单元可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，附图中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于实现各个单元的功能。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM 存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若电子设备采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。

针对附图描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对附图描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种角度传感器，其特征在于，所述角度传感器包括：

检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及

角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，

其中，所述角度的修正参数包括：

在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述角度计算单元包括：

归一化处理单元，其使用所述校正用检测信号在一个周期内的最大值和最小值，对所述检测信号进行归一化处理，输出归一化处理后的检测信号；

角度初步计算单元，其根据所述归一化处理后的检测信号，计算所述检测对象的第一角度；

角度调整单元，其根据所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度对所述第一角度进行调整，得到第二角度；

检测信号校正单元，其根据所述归一化处理后的检测信号，所述第二角度，所述峰值和所述平均值，计算校正后的检测信号；以及

角度确定单元，其根据所述校正后的检测信号，计算所述角度检测值。

3.如权利要求2所述的角度传感器，其特征在于，

所述检测信号校正单元计算与所述第二角度相关的正弦值与所述峰值的乘积，并根据所述归一化处理后的检测信号、所述平均值，计算所述校正后的检测信号。

4.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述检测信号生成单元包括：

感测单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的电压信号；

放大器，其对所述电压信号进行放大处理；

模数转换单元，其对所述放大器输出的信号进行采样并进行模数转换，生成数字信号；以及

计算单元，其根据所述模数转换单元输出的数字信号生成所述检测信号。

5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述角度传感器还包括：

第一存储器，其至少存储所述峰值、所述平均值和所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

6.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述角度传感器还包括：

修正参数计算单元，其用于计算所述峰值、所述平均值和所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

7.如权利要求6所述的角度传感器，其特征在于，所述修正参数计算单元包括：

第二存储器，其与校正用检测对象旋转到的已知的真实角度对应地存储所述检测信号生成单元生成的检测信号作为校正用检测信号；

校正用归一化处理单元，其使用第二存储器存储的所述校正用检测信号在一个周期内的最大值和最小值，对所述校正用检测信号进行归一化处理，输出归一化处理后的校正用检测信号；

校正用角度初步计算单元，其根据所述归一化处理后的校正用检测信号，计算所述校正用检测对象的估算角度；

相位偏移计算单元，其计算在预定角度下，所述估算角度与校正用检测对象的真实角度的差，作为所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度；

信号偏差计算单元，其在所述校正用检测信号的一个周期的范围内，计算所述归一化处理后的校正用检测信号与所述标准检测信号的差值，并计算所述差值的最大值和最小值；以及

参数确定单元，其根据所述最大值和最小值，计算所述峰值和所述平均值。

8.如权利要求7所述的角度传感器，其特征在于，所述参数确定单元：

将所述最大值与所述最小值相减，并将相减的结果除以2，得到所述峰值；

将所述最大值与所述最小值相加，并将相加的结果除以2，得到所述平均值。

9.一种应用于角度传感器的修正参数计算单元，其特征在于，所述角度传感器包括：

检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及

角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，

所述修正参数计算单元计算所述角度的修正参数，

所述角度的修正参数包括：

在所述检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

10.如权利要求9所述的修正参数计算单元，其特征在于，所述修正参数计算单元包括：

第二存储器，其与校正用检测对象旋转到的已知的真实角度对应地存储所述检测信号生成单元生成的检测信号作为校正用检测信号；

校正用归一化处理单元，其使用第二存储器存储的所述校正用检测信号在一个周期内的最大值和最小值，对所述校正用检测信号进行归一化处理，输出归一化处理后的校正用检测信号；

校正用角度初步计算单元，其根据所述归一化处理后的校正用检测信号，计算所述校正用检测对象的估算角度；

相位偏移计算单元，其计算在预定角度下，所述估算角度与校正用检测对象的真实角度的差，作为所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度；

信号偏差计算单元，其在所述校正用检测信号的一个周期的范围内，计算所述归一化处理后的校正用检测信号与所述标准检测信号的差值，并计算所述差值的最大值和最小值；以及

参数确定单元，其根据所述最大值和最小值，计算所述峰值和所述平均值。

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