[发明专利]一种满角度无限旋转单电位器及高精度角度校测方法

说明书

本发明涉及360°角度传感器领域，提供了一种满角度无限旋转单电位器及高精度角度校测方法。本发明的目的在于提供一种满角度无限旋转单电位器，不存在测量死角，且能够360°循环测量。主要方案包括外壳、电极座、顶盖，所述电极座安装于外壳内通过顶盖固定，所述电极座的顶面设置上碳膜圈，在电极座的底面设置下碳膜圈，所述上碳膜圈设有上碳膜圈开口，下碳膜圈设有下碳膜圈开口，上碳膜圈开口与下碳膜圈开口在水平上的投影不重合，所述电极座中心设置有转轴，转轴上设置有电极片，电极片包括与上碳膜圈电接触的上电极片和与下碳膜圈电接触的下电极片。

技术领域

本发明涉及360°角度传感器领域，提供了一种满角度无限旋转单电位器及高精度角度校测方法。

背景技术

角度电位器通常是具有三个引出端、其通过在不同角度阻值按照线性变化原理设计。电位器通常由碳膜电阻圈和可移动的电极刷组成。当电极刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压，且现有的角度电位器无法做到360°连续测量。

现有技术一种多圈精密电位器CN 204360863 U，文献方法和装置结构复杂，需要三维空间，即需要三维坐标才能定量计算，文中只有定性的介绍，没有定量算法，特别是在使用中，电位器转轴随着转动会上下移动，对被测物体连接要求较高，空间增加，也增加体积，应用范围受限。

现有技术一种风力发电机叶轮方位角的测量装置及其测量方法CN 112855468 A，文中的装置和方法测量角度还需要一个位移传感器，文中给出的算法需要sin计算，单片机难以实现。

现有技术宽幅电位器CN 103489554 A，文献方法和装置结构复杂，需要三维空间，即需要三维坐标才能定量计算，文中只有定性的介绍，没有定量算法，特别是在使用中，电位器转轴随着转动会上下移动，对被测物体连接要求较高，空间增加，也增加体积，应用范围受限。

现有技术360度旋转的电位器CN 204189544 U，需要两个电位器，也未给出具体算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种满角度无限旋转单电位器，不存在测量死角，且能够360°循环测量。

为了实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种满角度无限旋转单电位器，外壳、电极座、顶盖，所述电极座安装于外壳内通过顶盖固定，所述电极座的顶面设置上碳膜圈，在电极座的底面设置下碳膜圈，所述上碳膜圈设有上碳膜圈开口，下碳膜圈设有下碳膜圈开口，上碳膜圈开口与下碳膜圈开口在水平上的投影不重合，所述电极座中心设置有转轴，转轴上设置有电极片，电极片包括与上碳膜圈电接触的上电极片和与下碳膜圈电接触的下电极片。

上述技术方案中，上碳膜圈开口处的一端为上碳膜圈电极引出端，上碳膜圈电极引出端通过电极引出，另一端为上碳膜圈跳线端；

下碳膜圈开口处的一端为下碳膜圈电极引出端，下碳膜圈电极引出端通过电极引出，另一端为下碳膜圈跳线端；

上碳膜圈跳线端与下碳膜圈跳线端通过跳线电连接。

上述技术方案中，下碳膜圈跳线端与上碳膜圈跳线端的错位角度为θ，θ即电器角度相位差。

上述技术方案中，电位器旋转角度α为：

其中，v_c为电极片处电压，I为恒流源电流，R₁、R₂分别是下碳膜圈和上碳膜圈的电阻，γ为上碳膜圈开口和下碳膜圈开口对应的机械角度，θ为下碳膜圈跳线端与上碳膜圈跳线端的错位角度，即电器角度相位差。

上述技术方案中，上碳膜圈和下碳膜圈半径、材料、面积等完全一样。