一种电磁耦合综合探测装置的制作方法

文档序号:12560661阅读:401来源:国知局

本实用新型涉及探测装置技术领域,特别涉及一种电磁耦合综合探测装置。



背景技术:

探测装置用于探测各种环境数据,对于角度探测传感通常采用角度传感器,其被广泛应用于工业自动化、汽车、航天、航海等领域,用于探测各类环境角度数据,主要分为接触式和非接触式两类,相对接触式传感器,非接触式传感器不存在机械的环境要求,特别是电磁式传感器具有成本较低、维护方便等优点。然而对于传统的电磁感应角度传感器,其一般基于霍尔效应,通过永磁体与霍尔元件的相互作用实现角度探测,一般需要设置多个分度值,如工作转盘的齿数、圆周上霍尔元件个数、集成电路中N环上接触孔个数等,存在结构较为繁琐、制造成本相对较高的缺陷,同时还存在易受到环境干扰导致探测数据出现偏差的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于解决上述不足,提供一种电磁耦合综合探测装置,提高探测装置角度探测的精度、拓展了探测范围,具有结构简单、制造成本低廉、整体精确度高及抗干扰能力强的特点。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:

一种电磁耦合综合探测装置,包括一角度传感器,所述角度传感器由转子电路板、定子电路板及信号处理芯片构成,所述转子电路板上设有反馈线圈,所述定子电路板上设有激励线圈和接收线圈,所述反馈线圈与所述接收线圈内圆直径为8mm,所述反馈线圈与所述接收线圈外圆直径为22mm,所述激励线圈由正反两面各6匝圆形线圈首尾连接构成,所述反馈线圈线宽为1.5mm,所述信号处理芯片包括EEPROM存储器、若干RC滤波器、若干采样保持放大器、低噪声仪表放大器、可变增益放大器、模拟数字转换器、数字电路及角度解码电路,所述EEPROM存储器用于初始化配置及数据采集处理,若干所述RC滤波器与若干所述采样保持放大器相互之间连接设有开关,所述RC滤波器完成滤波,所述数字电路控制控制所述开关选择若干路信号输入至采样保持放大器内,采样保持放大器以差分形式输入到低噪声仪表放大器中,通过可变增益放大器完成信号放大,经过模拟数字转换器完成模数转换输入至角度解码电路中,角度解码电路最终转化成角度值。

所述激励线圈内各圆形线圈直径在26mm~34mm之间。

所述信号处理芯片内还包括一振荡电路,所述振荡电路与所述激励线圈构成一LC振荡器,所述LC振荡器用于提供激励信号。

所述LC振荡器振荡频率为3.3MHz。

所述RC滤波器数量为三个。

所述采样保持放大器数量为二个。

本实用新型与现有技术相比具有如下突出优点和效果:本实用新型采用无分度结构,以振荡电路产生的交变信号作为激励信号,通过电感之间互感系数改变所引起的感应信号强弱变化实现角度探测,同时还减少了模拟电路引入的噪声及非线性,提高了整个装置的探测精度,扩展了探测范围,加强了抗干扰设计,具有结构简单、制造成本低廉、整体精确度高及抗干扰能力强的特点。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。

如图1所示,本实用新型提供的一种电磁耦合综合探测装置,包括一角度传感器,角度传感器由转子电路板1、定子电路板2及信号处理芯片3构成,转子电路板1上设有反馈线圈11,定子电路板2上设有激励线圈22和接收线圈21,反馈线圈11与接收线圈21内圆直径为8mm,反馈线圈11与接收线圈21外圆直径为22mm,反馈线圈11线宽为1.5mm,激励线圈22由正反两面各6匝圆形线圈首尾连接构成,激励线圈22内各圆形线圈直径在26mm~34mm之间,信号处理芯片3包括EEPROM存储器302、若干RC滤波器303、若干采样保持放大器305、低噪声仪表放大器306、可变增益放大器310、模拟数字转换器309、数字电路307及角度解码电路308,EEPROM存储器302用于初始化配置及数据采集处理,若干RC滤波器303与若干采样保持放大器305相互之间连接设有开关304,RC滤波器303完成滤波,数字电路307控制控制开关选择若干路信号输入至采样保持放大器305内,采样保持放大器305以差分形式输入到低噪声仪表放大器306中,通过可变增益放大器310完成信号放大,经过模拟数字转换器309完成模数转换输入至角度解码电路308中,角度解码电路308最终转化成角度值,信号处理芯片3内还包括一振荡电路301,振荡电路301与激励线圈22构成一LC振荡器4,LC振荡器4用于提供激励信号,LC振荡器4振荡频率为3.3MHz,反馈线圈11通过激励信号将会产生相应感应电流,同时产生相应的电磁场又作用于接收线圈21,影响接收线圈21电势变化。

进一步,本实用新型通过优化,其中RC滤波器303数量为三个,采样保持放大器305数量为二个,具有最佳组合配置,通过开关304在数字电路307的控制下选择其中两路信号进入采样保持放大器305内,并以差分形式输入到低噪声仪表放大器306中,以消除共模信号机外部干扰的影响,每次进行一次角度求值需要采集、处理3个数据,3个数据分别可以通过3组开关304获得,整个过程采用流水线结构,加快了信号处理速度。

本实用新型当转子电路板1转动时,反馈线圈11与接收线圈21的相对位置发生变化,互感系数也随之变化,接收线圈21所产生感应信号强弱随角度发生改变,通过信号处理芯片3探测感应信号幅值信息,从而感知角度信息。

本实用新型采用无分度结构,以振荡电路301产生的交变信号作为激励信号,通过电感之间互感系数改变所引起的感应信号强弱变化实现角度探测,同时还减少了模拟电路引入的噪声及非线性,提高了整个装置的探测精度,扩展了探测范围,加强了抗干扰设计,具有结构简单、制造成本低廉、整体精确度高及抗干扰能力强的特点。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型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实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型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实用新型范围内,本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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