[发明专利]转动角度测量方法及装置

说明书

本发明提供了一种转动角度测量装置,通过设置探测模块直接或间接获取被测转动体上任意一点转过的弧长数据l，并设置与所述探测模块连接数据处理模块用于根据弧长公式计算得到所述被测转动体转过的角度数据n和圆心角弧度数据θ的数据处理模块。该装置结构简单可行，各组成器件的技术成熟，能够快速研制并投入市场使用。此外，该装置适用范围广，精度高，安装和操作简单方便，还具备体积小、质量轻，且能够快速响应等优良特性。此外，本发明还提供可了一种转动角度测量方法。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种转动角度测量方法及装置。

背景技术

声明：在整个说明书中，对背景技术的任何讨论绝不应被视为承认这样的技术是众所周知的，或者形成本领域公知常识的一部分。

角度测量装置(角度传感器)是应用于仪表测量、工业自动化以及航空航海等众多领域的一种重要装置。在测控系统中，经常需要使用角度传感器采集各种角度参数或对转动机构的转动速度、转动的圈数或转动的角度及转动的速度变化情况进行测量。在对各种紧密机械的旋转测量和控制中，要求高分辨率和高精度的角度传感器。在航空和无人机领域中，飞行姿态的控制系统中，精密的角度测量更是获得高精度位置定位的技术关键。

目前，角度传感器的测量原理常用的有电位器式、编码盘式、光栅式以及电磁式等。其中，电位器式角度传感器主要存在触点容易磨损、输出特征为阶梯状且分辨率低、成本高等问题。

而编码盘式和光栅式等角度传感器则主要存在体积和质量较大、后续测量电路复杂、成本高等问题，且编码盘式的角度传感器受到码盘刻线、轴的安装及电气响应等因素的影响，难以达到秒级的分辨率，不能满足目前众多精密伺服控制系统或VR游戏控制器系统等对高精度和快速响应的角度测量需要。

电磁式角度传感器则主要存在体积大、质量大、精度低、适用范围小、成本高等问题，其主要应用于较大的工业机械中，而不能适用于体积小、质量轻的小型或微型器械的角度测量。

发明内容

基于上述，提供一种能够降低成本和大范围使用的转动角度测量方法。

此外，还提供一种体积小、质量轻、且能够快速响应的转动角度测量装置。

一种转动角度测量方法，所述方法包括：获取被测转动体上任意一点转过的弧长数据l；

根据所述弧长数据l，并参照下式获取所述被测转动体转过的角度数据n：

n＝180×[l/(π×r)]；

或，参照下式获取所述被测转动体转过的圆心角弧度数据θ：

θ＝l/r；

其中，π为圆周率；r为所述被测转动体上被测点与转动圆心之间的距离。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取归零信号；所述归零信号用于将已经获取的所述弧长数据l设置为0。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：记录获取所述归零信号的次数，以获取所述被测转动体转动的圈数或所述被测转动体上任意一点做圆弧形往复运动的次数。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：记录获取所述弧长数据l过程中任意一段弧长数据△l_(x)所用的时间△t_(x)；

参照下式获取△t_(x)时间段内所述被测转动体转动的角速度数据v_n(x)：

V_n(x)＝180×[△l_(x)/(π×r×△t_(x))]；