一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法，它是根據(jù)設(shè)置的參考偏移量OFFSETRef和參考增益GAINRef、測(cè)量起點(diǎn)測(cè)量角度數(shù)字值、終點(diǎn)測(cè)量角度數(shù)字值以及各個(gè)機(jī)械角度下的輸出電壓值，能反演出各個(gè)機(jī)械角度下理論上磁編碼器計(jì)算出的角度數(shù)字值，這些角度數(shù)字值就分別代表了各個(gè)機(jī)械角度下的物理意義上的機(jī)械角度。本發(fā)明利用標(biāo)準(zhǔn)角度源采集和記錄磁編碼器輸出的模擬電壓和標(biāo)準(zhǔn)角度，自適應(yīng)地搜索出使絕對(duì)角度測(cè)量誤差最小的磁編碼器的偏移量和增益寄存器參數(shù)，并寫入該寄存器。本發(fā)明提出的方法完全是由單片機(jī)操作和計(jì)算完成，速率快，效率高。由于偏移量OFFSETOpt和增益GAINOpt是測(cè)量起點(diǎn)和測(cè)量終點(diǎn)范圍內(nèi)的最優(yōu)值，因此機(jī)械角度的絕對(duì)測(cè)量精度也較高。
【專利說(shuō)明】一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種角度測(cè)量方法，尤其是涉及一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]角度測(cè)量廣泛用于軍事、工業(yè)和機(jī)器人等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展，測(cè)角傳感器也不斷地被小型化和智能化，它通過(guò)輸出模擬電壓的方式提供機(jī)械角度。為了能夠達(dá)到測(cè)量小范圍機(jī)械角度的目的，需要對(duì)角度測(cè)量電路整個(gè)量程域內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。這些設(shè)置參數(shù)通常包括偏移量、增益和過(guò)零點(diǎn)(即BP點(diǎn)，一般設(shè)為O)等。
[0003]角度測(cè)量電路中有一個(gè)磁編碼器(AS51/263)，能夠計(jì)算出機(jī)械角度的數(shù)字值。通過(guò)讀出磁編碼器的內(nèi)部寄存器的數(shù)字值，通過(guò)設(shè)置磁編碼器內(nèi)部的偏移量和增益寄存器，可以確定測(cè)量機(jī)械角度的起點(diǎn)、終點(diǎn)和輸出模擬電壓的范圍(Vpp)。機(jī)械角度是由在測(cè)量機(jī)械角度范圍內(nèi)的測(cè)量電路輸出的模擬電壓值計(jì)數(shù)出，而此時(shí)磁編碼器輸出的模擬電壓值是由其內(nèi)部的寄存器參數(shù)——偏移量和增益決定。所以，偏移量和增益這兩個(gè)參數(shù)就決定了模擬輸出角度的測(cè)量范圍和測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法，該方法采用模擬輸出的方式來(lái)測(cè)量小范圍(O?100° )的機(jī)械角度，并能夠自適應(yīng)地調(diào)整磁編碼器內(nèi)部的寄存器參數(shù)——偏移量和增益，提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法，具體步驟如下:
[0007]A、把角度測(cè)量電路安裝在標(biāo)準(zhǔn)角度源上，并把標(biāo)準(zhǔn)角度源調(diào)整到待測(cè)角度的起點(diǎn)位置(即測(cè)量角度的起點(diǎn))，標(biāo)準(zhǔn)角度源發(fā)出讀取機(jī)械角度數(shù)字值和緩存標(biāo)準(zhǔn)角度的第一觸發(fā)信號(hào)Trl分別送至讀角度數(shù)字值模塊和標(biāo)準(zhǔn)角度緩存模塊；在第一觸發(fā)信號(hào)Trl的觸發(fā)下，讀角度數(shù)字值模塊通過(guò)第一數(shù)字串行口從磁編碼器中的角度數(shù)字值寄存器中讀取起點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值A(chǔ)s，并把As緩存至角度數(shù)字值緩存模塊；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)角度源把起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)角度Ds緩存至標(biāo)準(zhǔn)角度緩存模塊；把標(biāo)準(zhǔn)角度源調(diào)整到待測(cè)角度的終點(diǎn)位置(即測(cè)量角度的終點(diǎn))并準(zhǔn)備就緒后，標(biāo)準(zhǔn)角度源再次發(fā)出第一觸發(fā)信號(hào)Trl，在第一觸發(fā)信號(hào)Trl的觸發(fā)下，讀角度數(shù)字值模塊通過(guò)第一數(shù)字串行口從磁編碼器中的角度數(shù)字值寄存器讀取終點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值A(chǔ)e (Ae)As)，并把Ae緩存至角度數(shù)字值緩存模塊；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)角度源把終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)角度De(De>DS)緩存至標(biāo)準(zhǔn)角度緩存模塊；
[0008]B、在第一觸發(fā)信號(hào)Trl的觸發(fā)下得到的起點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值A(chǔ)s和終點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值A(chǔ)e后，由乘加法運(yùn)算模塊按照下面的公式計(jì)算出參考偏移量OFFSETltef和參考增益 GAINltef ；
[0009]OFFSET.= As[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)提高模擬輸出角度的絕對(duì)測(cè)量精度的方法，其特征在于: A、把角度測(cè)量電路安裝在標(biāo)準(zhǔn)角度源上，并把標(biāo)準(zhǔn)角度源調(diào)整到待測(cè)角度的起點(diǎn)位置，即測(cè)量角度的起點(diǎn)；標(biāo)準(zhǔn)角度源發(fā)出讀取機(jī)械角度數(shù)字值和緩存標(biāo)準(zhǔn)角度的第一觸發(fā)信號(hào)Trl分別送至讀角度數(shù)字值模塊和標(biāo)準(zhǔn)角度緩存模塊；在第一觸發(fā)信號(hào)Trl的觸發(fā)下，讀角度數(shù)字值模塊通過(guò)第一數(shù)字串行口從磁編碼器中的角度數(shù)字值寄存器中讀取起點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值，并把緩存至角度數(shù)字值緩存模塊；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)角度源把起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)角度緩存至標(biāo)準(zhǔn)角度緩存模塊；把標(biāo)準(zhǔn)角度源調(diào)整到待測(cè)角度的終點(diǎn)位置，即測(cè)量角度的終點(diǎn)，并準(zhǔn)備就緒后，標(biāo)準(zhǔn)角度源再次發(fā)出第一觸發(fā)信號(hào)Trl，在第一觸發(fā)信號(hào)Trl的觸發(fā)下，讀角度數(shù)字值模塊通過(guò)第一數(shù)字串行口從磁編碼器中的角度數(shù)字值寄存器讀取終點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值Xe (Ae>As)，并把Xe緩存至角度數(shù)字值緩存模塊；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)角度源把終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)兔葭DeQ)e>Ds)緩存至標(biāo)準(zhǔn)角度緩存模塊； B、在第一觸發(fā)信號(hào)Trl的觸發(fā)下得到的起點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值A(chǔ)s和終點(diǎn)的測(cè)量角度數(shù)字值后，由乘加法運(yùn)算模塊按照下面的公式計(jì)算出參考偏移量OFFSETltef和參考增益GAINEef ；
【文檔編號(hào)】G01B7/30GK103900463SQ201410169528
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】賈曉東, 吳小鋒 申請(qǐng)人:江西省智成測(cè)控技術(shù)研究所有限責(zé)任公司