[发明专利]一种可消除相邻转轮磁干涉的直读表

说明书

技术领域

本发明涉及磁性传感器领域，特别涉及一种可消除相邻转轮磁干涉的直读表。

背景技术

直读式电子流量表包括多个共轴的转轮，所述转轮之间具有设定的传动比关系，通过对各转轮的角度位置的检测，并通过相互之间的传动比关系，即可以计算出电子流量表的总圈数。采用磁角度传感器以及永磁转轮的组合可以实现对共轴的转轮位置的测量，但是在单个永磁转轮和磁角度传感器构成的系统中，磁性角度传感器可以精确的测量出永磁转轮的旋转位置和角度。但是在多永磁转轮系统的直读式水表中，则存在以下问题：

由于永磁转轮之间距离间隔不能太远，磁性传感器除了检测到来自所对应的永磁转轮的磁场之外，还受到来自于其它永磁转轮的干扰磁场，在这种情况下，磁角度传感器的两路输出电压计算得到的磁场角度随永磁转轮的旋转角度不再是线性。

解决方法通常为在永磁转轮之间引入软磁材料实现磁性屏蔽，这样一方面将增加只读式水表的制造成本，另一方面，还可能改变系统的磁路，增加磁场的分布的复杂性，引入非线性的成分。

发明内容

为了解决永磁转轮之间相互干扰的问题，本发明提出了一种可消除相邻转轮磁干涉的直读表，不依赖于增加磁屏蔽，通过算法，将磁性传感器所测量的原始磁场转变成矫正磁场，并根据其输出信号实现对干扰磁场的排除，从而得到旋转角度的精确的信息。

本发明所提出的一种可消除相邻转轮磁干涉的直读表，所述直读表包括N个永磁转轮以及N个对应的双轴磁电阻角度传感器，所述第i个双轴磁电阻角度传感器沿相互垂直的X轴和Y轴感受第i个永磁转轮产生的需要磁场以及其它N-1个永磁转轮产生的干扰磁场的线性叠加，产生干扰磁场的永磁转轮为第j个永磁转轮，且j≠i，其特征在于所述直读表包括：

可以对所有N个所述双轴磁电阻角度传感器的原始输出正/余弦信号进行高速采样并形成一个N*1的原始信号矩阵[V/V_p]_k(i)_raw的采样元件，

可以储存N*N的校正矩阵[C_ij]的存储元件，

和进行[V/V_p]_kcorr(i)＝[V/V_p]_k(i)_raw-sum{C(i，j)*[V/V_p]_k(j)_raw}数学运算、以消除干扰磁场而获得所述永磁转轮的旋转角度的运算元件，

k＝x或y，原始信号矩阵[V/V_p]_k(i)_raw中的元素为V_xi/V_pxi或V_yi/V_pyi，V_xi和V_yi分别对应所述第i个双轴磁电阻传感器的沿X轴和Y轴两个轴向的输出原始信号，V_pxi和V_pyi分别对应所述第i个双轴磁电阻传感器的沿X轴和Y轴两个轴向的输出原始信号的峰值，[V/V_p]_k(i)_raw，[V/V_p]_kcorr(i)分别是所述双轴磁电阻角度传感器的N*1原始信号矩阵和校正信号矩阵。

所述原始信号V_xi、V_pxi和V_yi、V_pyi分别为所述各双轴磁角度传感器两个输出正/余弦信号曲线经过偏移处理之后的数值。

所述校正矩阵[C_ij]为通过有限元计算获得，或者通过直接测量数据计算得到。

所述校正矩阵[C_ij]的各校正系数取决于各所述永磁转轮的几何参数，所述永磁转轮与所述双轴磁角度传感器的相对位置以及磁化状态如永磁转轮的磁化方向，磁化强度，当永磁转轮的几何参数相同、磁化状态相同时，则所述校正矩阵[C_ij]的校正系数相同。

所述水表中在所述永磁转轮之间不包含软磁屏蔽材料。

所述永磁转轮为圆柱形，具有两种磁化方式，其一为平行于永磁转轮的过直径方向，其二为沿垂直于永磁转轮的上下底面方向，且在两个半圆柱内具有反平行磁化方向。

所述双轴磁阻角度传感器为X-Y双轴角度传感器。

所述双轴磁电阻角度传感器为AMR、GMR或TMR磁电阻角度传感器。