基于磁阻效應(yīng)的非接觸式角度傳感系統(tǒng)研究.pdf

1、角度傳感器是傳感器技術(shù)中較為重要的一種,于現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中較為廣泛,在航天、車輛、工業(yè)設(shè)備等多方面都起到極為關(guān)鍵的作用。而其中磁阻角度傳感器作為角度傳感器中較為先進(jìn)的一類,具備其它同類產(chǎn)品所缺乏的優(yōu)點——絕對式非接觸測量、實時解算角度,應(yīng)用前景極為廣闊。本文重點研究了基于磁阻角度傳感器的非接觸式角度測量的方法,設(shè)計了方向盤角度傳感器,實現(xiàn)了對汽車方向盤轉(zhuǎn)角信號的高精度測量。
　　首先,從傳感器系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面入手,針對車輛方向盤

2、測量需求,提出大范圍角度測量方案。由于單個磁阻傳感器測量范圍有限,因此通過兩個磁阻角度傳感器的旋轉(zhuǎn)相位差來反向解算角度。通過該方案,能將磁阻傳感器的測量范圍由360°擴(kuò)展至2160°,有效擴(kuò)大該類磁阻傳感器測量范圍,拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
　　其次,磁阻傳感元件靈敏度和量程之間存在著反比關(guān)系,要擴(kuò)大量程必然導(dǎo)致靈敏度的降低,自然會對系統(tǒng)信噪比產(chǎn)生影響,從而降低角度測量精度。因此本文依據(jù)性能指標(biāo)要求選擇合適的單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心,通過信號

3、調(diào)理電路充分利用單片機(jī)內(nèi)部 ADC的分辨率來提高系統(tǒng)靈敏度,并提出在角度傳感器系統(tǒng)中應(yīng)用CAN總線通信的方案,為滿足磁阻角度傳感器靈敏度和測量范圍的雙向指標(biāo)要求提供了高性能、穩(wěn)定、可靠的硬件基礎(chǔ)。
　　最后,考慮現(xiàn)有的一些角度測量系統(tǒng)無法進(jìn)行實時測量的問題,利用所選單片機(jī)良好的開發(fā)環(huán)境,提出模塊化軟件設(shè)計思路,根據(jù)實時采集的兩路傳感器信號,依照游標(biāo)卡尺測量長度的原理編寫了磁阻角度傳感器角度解算及測量范圍擴(kuò)展算法,最后通過CAN口將