專利名稱：基于磁環(huán)及霍爾傳感器的pet-ct機輪轂電機位置檢測裝置的制作方法
技術領域：
基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝I··,···技術領域[0001]本實用新型涉及電機位置檢測應用技術領域，特別是涉及一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機高精度位置檢測裝置。
背景技術：
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，對電機工作的位置檢測精度要求越來越高。目前，在位置檢測上應用較廣的有編碼式傳感器、光柵傳感器、磁柵傳感器等，但是由于價格成本高， 外界干擾影響大，制造、安裝工藝要求高等因素，同時，在電機運行過程中，由于電機在制造和工作中存在的磁場強度過大或過小、磁不對稱等引起電機位置的不準確、靈敏度低等，給電機精確位置檢測和轉(zhuǎn)速控制帶來了極大的挑戰(zhàn)。[0003]PET-CT機在運行過程中對其電機轉(zhuǎn)速和位置的在線控制，是保證PET-CT機在給患者做診斷時能夠成像清晰、準確，避免發(fā)生誤診現(xiàn)象。[0004]PET-CT機工作過程中，旋轉(zhuǎn)速度是一個非常重要且必須要考慮的工藝參數(shù)，轉(zhuǎn)速的精度與穩(wěn)定直接關系到PET-CT機成像的正確性與判斷病理的準確性，因此在PET-CT機工作時，對PET-CT機上輪轂電機轉(zhuǎn)速的精確測量與控制，顯得尤為重要。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的 PET-CT機輪轂電機高精度位置檢測裝置，包括位置檢測環(huán)，絕對位置傳感器，相對位置傳感器，比較器，數(shù)字信號處理器DSP ；所述位置檢測環(huán)充磁為絕對位置檢測環(huán)和相對位置檢測環(huán)，所述PET-CT機輪轂電機的三個相對位置傳感器對應的是相對位置檢測環(huán)，所述一個對絕對位置的位置傳感器對應絕對位置檢測環(huán)，所述數(shù)字信號處理器DSP的存儲器與比較器輸入端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP的中央處理器CPU與比較器輸出端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP控制電機控制系統(tǒng)，對電機進行控制。[0006]所述絕對位置傳感器和相對位置傳感器為線性霍爾傳感器，三個換向器作用的相對位置傳感器相隔120°放置，且絕對位置傳感器與初始位置對齊，確保安裝精度。[0007]所述位置檢測環(huán)與PET-CT機輪轂電機轉(zhuǎn)子同軸無滑動固定安裝。[0008]所述電機相對位置檢測環(huán)根據(jù)要求的位置精度充磁為相對應極對數(shù)，絕對位置檢測環(huán)只有一對磁極。[0009]所述數(shù)字信號處理器DSP的存儲器中的標準值是對電機位置檢測環(huán)準確位置的測量得到的霍爾電勢值，存儲在數(shù)字信號處理器DSP的存儲器數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)電機運行過程中電機轉(zhuǎn)子的位置預先裝載到對應的標準值到比較器中，然后與位置檢測環(huán)實測霍爾電勢進行比較，判斷出比較器對數(shù)字信號處理器DSP的中央處理器CPU輸出置“0”或者置 “ 1”，再由中央處理器CPU計算出電機準確位置。[0010]有益效果[0011]由于采用了上述的技術方案，本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本實用新型通過對預先測得線性霍爾傳感器與位置檢測磁環(huán)電磁感應產(chǎn)生霍爾電勢的標準值與實測位置霍爾電勢值的比較，確保了位置信號與實測位置一致，極大的削弱了電機在制造和工作中存在的磁場強度過大或過小、磁不對稱等引起電機位置的不準確、 靈敏度低等；經(jīng)過電機初始定位后，可以直接檢測與控制PET-CT機上輪轂電機的每一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速及其角位移，消除了累積誤差，具有檢測精度高、響應速度快的優(yōu)點，安裝方便，集成度高，從而可以更加準確的確定病理影像，提高PET-CT機的精確度。


[0012]圖1是本實用新型的位置檢測環(huán)工作結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2是本發(fā)明電機位置布局圖。
具體實施方式
[0014]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。[0015]本實用新型的涉及一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機高精度位置檢測裝置，如圖1所示，包括位置檢測環(huán)1，絕對位置傳感器2，相對位置傳感器3，比較器4， 數(shù)字信號處理器DSP7 ；所述位置檢測環(huán)充磁為絕對位置檢測環(huán)9和相對位置檢測環(huán)10，所述一個對絕對位置的位置傳感器2對應絕對位置檢測環(huán)9，所述PET-CT機輪轂電機的三個相對位置傳感器3對應的是相對位置檢測環(huán)10，所述數(shù)字信號處理器DSP的存儲器5與比較器4輸入端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP的中央處理器CPTO與比較器4輸出端相連， 所述數(shù)字信號處理器DSP7控制電機控制系統(tǒng)8，對電機進行控制。[0016]啟動PET-CT機輪轂電機后，根據(jù)電機運行過程中電機轉(zhuǎn)子的位置預先標準值裝載到對應的標準值到比較器中，位置傳感器通過檢測得到的霍爾電勢與標準值比較，判斷出電機位置，等待電機初始定位位置與絕對位置傳感器對齊，同時要滿足電機轉(zhuǎn)速要求。電機運行狀態(tài)滿足要求后，PET-CT機進入檢測狀態(tài)，三個相對位置傳感器協(xié)同電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制電機運行，絕對位置傳感器在電機每轉(zhuǎn)一圈后修正電機轉(zhuǎn)速，并且消除累積角位置誤差。[0017]此外，以角位移絕對測量精度為士 1'的PET-CT機輪轂電機為例，根據(jù)電機機械角位移滿足θ a[0018]ψ =T = Z~6 6.ρ[0019]ε = ψ · ρ[0020]ε ' = K · ε[0021]其中，ψ為相對位置傳感器對應比較器信號變化對應的機械角位移，θ為相對位置傳感器信號對應比較器變化一個周期的機械角位移，α為電角度，P為相對位置檢測環(huán)極對數(shù)，P為線性霍爾傳感器的控制精度，ε為理論位置精度，ε ‘為實際位置精度，K為安全系數(shù)。[0022]線性霍爾傳感器滿足[0023]U = KIB[0024]K=—d[0025]其中，U為霍爾電勢，K為霍爾材料的靈敏度，B為所測位置磁環(huán)磁感應強度，I為電流強度，R為霍爾系數(shù)，d為霍爾材料的厚度。[0026]按照實際工程要求取K = 2，ρ = 1%, ε ‘ = 1'時，計算得出應取電機極對數(shù)為72對?？梢?，在傳感器控制精度不提升的基礎上，相對位置檢測環(huán)極對數(shù)越多，電機的角位移精度也就越高；現(xiàn)采用線性霍爾傳感器檢測得到的霍爾電勢與標準值比較，提高了線性霍爾傳感器的控制精度，故電機的角位移精度顯著提高。在電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周后，可以利用PET-CT機輪轂電機絕對位置檢測環(huán)與絕對位置傳感器之間的關系通過閉環(huán)控制調(diào)整電機的角位移和速度，極大的提高了 PET-CT機輪轂電機的位置精度。[0027]不難發(fā)現(xiàn)，本實用新型用定位裝置與線性霍爾傳感器協(xié)同作用，經(jīng)過預先測得標準值準確判斷電機實時位置；電機的初始定位以后，能夠檢測輪轂電機的每一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，并通過電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制輪轂電機的轉(zhuǎn)速在PET-CT機允許的轉(zhuǎn)速誤差范圍內(nèi)，這樣可以使本實用新型的響應特性大為改善，極大地削弱了磁場強度過大或過小、磁不對稱等的影響，提高了檢測精度，從而可以更加準確的確定病理影像，提高PET-CT機的精確度和準確度。
權(quán)利要求1.一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝置，包括位置檢測環(huán) (1)，絕對位置傳感器(2)，相對位置傳感器(3)，比較器G)，數(shù)字信號處理器DSP (7)；其特征在于所述位置檢測環(huán)充磁為絕對位置檢測環(huán)(9)和相對位置檢測環(huán)(10)，所述一個對絕對位置的位置傳感器( 對應絕對位置檢測環(huán)(9)，所述PET-CT機輪轂電機的三個相對位置傳感器C3)對應的是相對位置檢測環(huán)(10)，所述數(shù)字信號處理器DSP的存儲器(5)與比較器(4)輸入端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP的中央處理器CPU(6)與比較器(4)輸出端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP (7)控制電機控制系統(tǒng)(8)，對電機進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝置， 其特征在于，所述絕對位置傳感器( 和相對位置傳感器C3)為線性霍爾傳感器，三個換向器作用的相對位置傳感器C3)相隔120°放置，且絕對位置傳感器( 與初始位置對齊，確保安裝精度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝置， 其特征在于，所述位置檢測環(huán)(1)與PET-CT機輪轂電機轉(zhuǎn)子同軸無滑動固定安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝置， 其特征在于，所述相對位置檢測環(huán)(9)根據(jù)要求的位置精度充磁為相對應極對數(shù)，絕對位置檢測環(huán)(10)只有一對磁極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器DSP (7)的存儲器(5)中的標準值是對電機位置檢測環(huán)(1)準確位置的測量得到的霍爾電勢值，存儲在數(shù)字信號處理器DSP(7)的存儲器數(shù)據(jù)庫 (5)中，根據(jù)電機運行過程中電機轉(zhuǎn)子的位置預先裝載到對應的標準值到比較器(4)中，然后與位置檢測環(huán)實測霍爾電勢進行比較，判斷出比較器對數(shù)字信號處理器DSP(7)的中央處理器CPU(6)輸出置“0”或者置“1”，再由中央處理器CPU(6)計算出電機準確位置。
專利摘要本實用新型涉及一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的PET-CT機輪轂電機位置檢測裝置，包括位置檢測環(huán)，絕對位置傳感器，相對位置傳感器，比較器，數(shù)字信號處理器DSP；所述位置檢測環(huán)充磁為絕對位置檢測環(huán)和相對位置檢測環(huán)，所述PET-CT機輪轂電機的三個相對位置傳感器對應的是相對位置檢測環(huán)，所述一個對絕對位置的位置傳感器對應絕對位置檢測環(huán)，所述數(shù)字信號處理器DSP的存儲器與比較器輸入端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP的中央處理器CPU與比較器輸出端相連，所述數(shù)字信號處理器DSP控制電機控制系統(tǒng)，對電機進行控制。本實用新型提高了電機的位置精度，但需要預先對位置檢測磁環(huán)進行霍爾電勢檢測。
文檔編號H02P6/16GK202276311SQ20112036275
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者孔進會, 楊文強, 陳家新 申請人:東華大學