一种霍尔信号可编程的角度传感器的制作方法

本申请涉及传感器的领域，尤其是涉及一种霍尔信号可编程的角度传感器。

背景技术：

1、无刷直流(bldc)电机一般使用三个霍尔传感器实现换向，成本较低，一般用于调速功能。如果要进行精确的位置控制，需要使用编码器。磁编码器具有体积小、寿命长和抗振能力强等优点，可工作在恶劣环境中。随着小型化、高可靠性需求的不断提出，磁编码器在伺服控制系统领域的市场份额正逐步扩大。因此市场上出现了具有霍尔输出功能的磁编码器，可同时输出两种传感器信号，实现高精度的位置控制。

2、霍尔传感器一般安装在电机轴端，有120°分布和60°分布两种安装方式，由于是机械安装，所以电机只能选择其中的一种分布方式，无法同时兼容。霍尔传感器对安装误差要求比较高，在安装时只考虑了转子永磁产生的磁场，即空载磁场情况。在实际电机带载情况时，由于电枢反应导致气隙磁场发生畸变，磁场零点出现偏移，换向点前移，因此按空载磁场决定的传感器位置已不是最优。但是安装位置固定后，该偏差一直存在，无法校正，从而影响电机的驱动性能。

3、在电机轴端安装霍尔传感器时，目前常规的方法是由电机厂家使用电机对拖系统拖动电机旋转，通过示波器观测a相霍尔信号与a相反电势的偏差，然后调整霍尔板的安装位置，该方法需要拆除电机端盖和调整霍尔板安装结构，操作比较复杂，需要多次反复调整，机械调整会不可避免的产生安装误差。另外，当电机交到用户手中，使用电机带载时，用户也无法通过调整霍尔传感器的安装位置来修复电机带载引起的磁场相位偏差。

4、因此，使用自带霍尔功能的bldc电机和编码器，一方面会增加成本，另一方面增加了尺寸和重量，对于尺寸和重量要求高的场合就不适用。使用自带霍尔输出功能的磁编码器，需要用户自行安装和校准霍尔的相位，安装操作繁琐，且安装误差精度难以保证。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种霍尔信号可编程的角度传感器，解决了现有技术中的问题，提高了霍尔信号的准确度，同时增加了霍尔信号输出的灵活性。

2、本申请提供的一种霍尔信号可编程的角度传感器采用如下的技术方案：

3、一种霍尔信号可编程的角度传感器，包括磁编码器、微处理器和flash存储器；

4、磁编码器用于检测电机的转子的旋转角度；

5、将电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型及相位偏差写入至flash存储器；

6、微处理器获取相位偏差，所述相位偏差为磁编码器产生的霍尔信号与电机a相反电势之间的角度偏差；

7、微处理器根据相位偏差产生霍尔abc三相高低电平，使霍尔a相信号的上升沿滞后电机a相反电势过零点30°。

8、可选的，微处理器上电初始化后从flash存储器中读取电机极对数、相位偏差和霍尔分布类型，微处理器读取磁编码器的转子的旋转角度，转子的旋转角度乘以电机极对数得到电机的电角度，电角度减去相位偏差得到修正后的电角度，依据电机控制器的霍尔分布类型，微处理器根据修正后的电角度产生霍尔abc三相高低电平。

9、可选的，微处理器上设有232总线，用于接收上位机输入的电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型，微处理器将接收的电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型写入至flash存储器。

10、可选的，磁编码器、微处理器和flash存储器集成在pcb电路板上。

11、可选的，微处理器通过spi总线将接收的电机极对数、霍尔分布类型写入flash存储器中。

12、可选的，使用示波器测量相位偏差，微处理器接收相位偏差，并将相位偏差写入flash存储器中。

13、可选的，微处理器通过232总线和上位机通信，上位机发送读取参数命令，微处理将电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型及相位偏差从flash存储器中读取出来，并发送到上位机进行显示。

14、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

15、本申请霍尔信号输出可以选择120°分布和60°分布；不用考虑安装误差和带载下相位偏差的影响，直接软件调整相位偏差，操作简单，不仅霍尔信号准确度高，而且灵活性和适应性强。

16、磁编码器、微处理器和flash存储器集成在pcb电路板上。本申请的物理结构是一块pcb板，装在电机轴末端时，可以根据电机尺寸大小不同，重新调整pcb板的大小。本申请成本低，且尺寸和体积小，可应用范围广。

技术特征：

1.一种霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，包括磁编码器、微处理器和flash存储器；

2.根据权利要求1所述的霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，微处理器上电初始化后从flash存储器中读取电机极对数、相位偏差和霍尔分布类型，微处理器读取磁编码器的转子的旋转角度，转子的旋转角度乘以电机极对数得到电机的电角度，电角度减去相位偏差得到修正后的电角度，依据电机控制器的霍尔分布类型，微处理器根据修正后的电角度产生霍尔abc三相高低电平。

3.根据权利要求1所述的霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，微处理器上设有232总线，用于接收上位机输入的电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型，微处理器将接收的电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型写入至flash存储器。

4.根据权利要求1所述的霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，磁编码器、微处理器和flash存储器集成在pcb电路板上。

5.根据权利要求3所述的霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，微处理器通过spi总线将接收的电机极对数、霍尔分布类型写入flash存储器中。

6.根据权利要求5所述的霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，使用示波器测量相位偏差，微处理器接收相位偏差，并将相位偏差写入flash存储器中。

7.根据权利要求1所述的霍尔信号可编程的角度传感器，其特征在于，微处理器通过232总线和上位机通信，上位机发送读取参数命令，微处理将电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型及相位偏差从flash存储器中读取出来，并发送到上位机进行显示。

技术总结
本申请提供了一种霍尔信号可编程的角度传感器，属于传感器的技术领域，具体包括磁编码器、微处理器和FLASH存储器；磁编码器用于检测电机的转子的旋转角度；将电机极对数、电机控制器的霍尔分布类型及相位偏差写入至FLASH存储器；微处理器获取相位偏差，所述相位偏差为磁编码器产生的霍尔信号与电机A相反电势之间的角度偏差；微处理器根据相位偏差产生霍尔ABC三相高低电平，使霍尔A相信号的上升沿滞后电机A相反电势过零点30°。通过本申请的处理方案，提高了霍尔信号的准确度，同时增加了霍尔信号输出的灵活性。

技术研发人员：刘亚云,姜仁华,杨孟广
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16