本發(fā)明涉及編碼器測(cè)試，具體涉及一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的電感式編碼器及測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、電感式編碼器利用電磁感應(yīng)的原理，通過(guò)磁感應(yīng)線圈和碼盤的相互作用來(lái)測(cè)量移動(dòng)部件的位置信息。電感式編碼器的測(cè)量基于磁感應(yīng)強(qiáng)度與位置的關(guān)系，因此具有較高的精度和可靠性。電感式編碼器采用了pcb技術(shù)實(shí)現(xiàn)密集的線圈繞組，這種獨(dú)特的電磁感應(yīng)非接觸測(cè)量技術(shù)使得電感式編碼器具有厚度小，重量輕、功耗低、精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠在惡劣的條件下實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確、高度可靠的測(cè)量；被廣泛的應(yīng)用在國(guó)防、工業(yè)和科技領(lǐng)域中。

2、電感式編碼器主要用來(lái)測(cè)量軸向角度，但是在軍工和航天技術(shù)的環(huán)境中，在追蹤、觀測(cè)和瞄準(zhǔn)設(shè)備上，不僅要求測(cè)量軸向角度，同時(shí)也需要測(cè)量軸向跳動(dòng)，因此要求電感式編碼器具有軸向跳動(dòng)測(cè)量的功能。

3、但現(xiàn)有技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)電感式編碼器軸向角度的測(cè)量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電感式編碼器軸向跳動(dòng)的測(cè)量。目前要實(shí)現(xiàn)軸向跳動(dòng)需要另外安裝一個(gè)軸向傳感器，增加成本和占用有限的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的電感式編碼器及測(cè)量方法，解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)電感式編碼器軸向跳動(dòng)的測(cè)量的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的電感式編碼器，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有電容和電感，所述電感與電容的兩端相連，所述定子內(nèi)設(shè)置有s?i?n線圈、cos線圈和激磁線圈，所述s?i?n線圈、cos線圈設(shè)置與定子圓周內(nèi)壁處，所述激磁線圈設(shè)置與定子遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的端部；所述定子內(nèi)設(shè)置有mcu，所述mcu用于測(cè)量到轉(zhuǎn)子反射回來(lái)的信號(hào)。

4、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，所述測(cè)量方法應(yīng)用上述的電感式編碼器，具體方法為：

5、步驟一、將待測(cè)電感式編碼器安裝在標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)上，使得電感式編碼器轉(zhuǎn)子與定子的初始間距準(zhǔn)確設(shè)定，并處于校準(zhǔn)狀態(tài)；

6、步驟二、使用mcu采集轉(zhuǎn)子反射回來(lái)的初始信號(hào)，記錄初始信號(hào)強(qiáng)度；

7、步驟三、將轉(zhuǎn)子與定子的間距逐漸增加，以模擬軸向跳動(dòng)的變化；

8、步驟四、在每個(gè)新的間距下，整圈范圍內(nèi)每隔一定角度測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，并記錄每個(gè)間距下所有測(cè)量點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值，并計(jì)算該間距下的電感式編碼器信號(hào)強(qiáng)度；

9、步驟五、分析不同間距下信號(hào)強(qiáng)度值的變化趨勢(shì)，建立信號(hào)強(qiáng)度值與軸向間距之間的關(guān)系模型；

10、步驟六、通過(guò)比較不同間距下的信號(hào)強(qiáng)度差異差異，計(jì)算出實(shí)際的軸向跳動(dòng)量。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述轉(zhuǎn)子與定子的間距范圍為±0.05mm，每次增加的間距為0.01mm。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：整圈范圍內(nèi)每隔0.36°測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，整圈共計(jì)測(cè)量1000個(gè)點(diǎn)。

13、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述該間距下的電感式編碼器信號(hào)強(qiáng)度按照均值公式計(jì)算式中y為被測(cè)電感式編碼器當(dāng)前轉(zhuǎn)子與定子間距下的信號(hào)強(qiáng)度，yi為被測(cè)電感式編碼器當(dāng)前轉(zhuǎn)子與定子間距下不同角度的信號(hào)強(qiáng)度。

14、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述建立信號(hào)強(qiáng)度值與軸向間距之間的關(guān)系模型具體方法為：

15、使用電感式編碼器在標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整轉(zhuǎn)子與定子之間的不同間距，并記錄每個(gè)間距下的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

16、對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除異常值或錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；將清洗后的數(shù)據(jù)整理成信號(hào)強(qiáng)度與軸向間距的對(duì)應(yīng)關(guān)系表格或數(shù)據(jù)集；

17、根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表格或數(shù)據(jù)集的特點(diǎn)，選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述信號(hào)強(qiáng)度與軸向間距之間的關(guān)系；

18、使用統(tǒng)計(jì)軟件或數(shù)據(jù)分析工具對(duì)信號(hào)強(qiáng)度與軸向間距的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到數(shù)學(xué)模型的參數(shù)值，完成對(duì)關(guān)系模型的建立。

19、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：在關(guān)系模型建立過(guò)程中，使用預(yù)留的已知驗(yàn)證數(shù)據(jù)集對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，檢查模型在未知數(shù)據(jù)上的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

20、本發(fā)明的有益效果：通過(guò)實(shí)時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)測(cè)量電感器編碼器的軸向跳動(dòng)，讓原本只能測(cè)量軸向角度的電感器編碼器，還能同時(shí)測(cè)量軸向跳動(dòng)。不需要增加硬件成本，方便了用戶的設(shè)計(jì)。軸向跳動(dòng)信息可用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，大大提高了設(shè)備智能化。

技術(shù)特征：

1.一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的電感式編碼器，其特征在于，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有電容和電感，所述電感與電容的兩端相連，所述定子內(nèi)設(shè)置有s?i?n線圈、cos線圈和激磁線圈，所述s?i?n線圈、cos線圈設(shè)置與定子圓周內(nèi)壁處，所述激磁線圈設(shè)置與定子遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的端部；所述定子內(nèi)設(shè)置有mcu，所述mcu用于測(cè)量到轉(zhuǎn)子反射回來(lái)的信號(hào)。

2.一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)量方法應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的電感式編碼器，具體方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子與定子的間距范圍為±0.05mm，每次增加的間距為0.01mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，其特征在于，整圈范圍內(nèi)每隔0.36°測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，整圈共計(jì)測(cè)量1000個(gè)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，其特征在于，所述該間距下的電感式編碼器信號(hào)強(qiáng)度按照均值公式計(jì)算式中y為被測(cè)電感式編碼器當(dāng)前轉(zhuǎn)子與定子間距下的信號(hào)強(qiáng)度，yi為被測(cè)電感式編碼器當(dāng)前轉(zhuǎn)子與定子間距下不同角度的信號(hào)強(qiáng)度。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，其特征在于，所述建立信號(hào)強(qiáng)度值與軸向間距之間的關(guān)系模型具體方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的測(cè)量方法，其特征在于，在關(guān)系模型建立過(guò)程中，使用預(yù)留的已知驗(yàn)證數(shù)據(jù)集對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，檢查模型在未知數(shù)據(jù)上的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種測(cè)量軸向跳動(dòng)的電感式編碼器及測(cè)量方法，涉及編碼器測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有電容和電感，所述電感與電容的兩端相連，所述定子內(nèi)設(shè)置有sin線圈、cos線圈和激磁線圈，所述sin線圈、cos線圈設(shè)置與定子圓周內(nèi)壁處，所述激磁線圈設(shè)置與定子遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的端部；所述定子內(nèi)設(shè)置有MCU，所述MCU用于測(cè)量到轉(zhuǎn)子反射回來(lái)的信號(hào)；本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)測(cè)量電感器編碼器的軸向跳動(dòng)，讓原本只能測(cè)量軸向角度的電感器編碼器，還能同時(shí)測(cè)量軸向跳動(dòng)。不需要增加硬件成本，方便了用戶的設(shè)計(jì)。軸向跳動(dòng)信息可用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，大大提高了設(shè)備智能化。

技術(shù)研發(fā)人員：廖孝兵,程青山,賀彪,李榮雙,李長(zhǎng)庚,林志奮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東劍坤科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17