RVIT-15角度傳感器線性化

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】RVIT-15角度傳感器事業部，張工。

RVIT-15角度傳感器用單軌直流電壓供電，在120°角度感應范圍內提供±3VDC (RVIT 15-60) 或4-20mA (RVIT15-120i) 輸出。RVIT-15采用四個印刷電路線圈和一個輕質導電擾流板來實現超高性能和低轉動慣量。傳感器工作時，輕質擾流板會隨著傳感器軸旋轉，從而改變印刷電路線圈的電感。產生的變化通過獲得專利的自動處理電路加以精密測量。該信號隨后被轉換為與轉軸角度成正比的線性直流電壓輸出。絕對輸出旋轉式位移傳感器測量直角回轉閥、煙道擋板、堰門、信件分類裝置、輸送機檢查稱重系統、松緊調節臂張緊器，以及分匝繞組軸運動等各種其他應用的位移。

從工業自動化和機器人技術到電子助力轉向和電機位置檢測，以監控同軸或離軸布置的旋轉軸的角度。此應用的任何成功的角度測量系統設計都需要包括離軸或同軸放置、氣隙、精度和溫度范圍等。特別是，最小化與溫度相關的角度誤差、未對準和氣隙是最關鍵的目標之一。

這些變量又與系統級設計選擇有關，例如磁體尺寸、磁體同軸或離軸排列、磁體材料和機械公差。因此RVIT-15-120i角度傳感器足夠靈活，不會在誤差源處增加系統級設計的復雜性，磁角測量系統有兩個主要的誤差來源。與RVIT-15-120i角度傳感器相關的誤差本質上是非線性參數溫度漂移和噪聲。與磁場輸入相關的誤差是場強變化和場強非線性。

角度誤差是磁鐵的實際位置與RVIT-15-90i角度傳感器測得的磁鐵位置之間的偏差。該測量是通過讀取角度傳感器的輸出并將其與高分辨率編碼器進行比較來完成的。完整旋轉的“聚合”角度誤差定義為角度精度誤差，并根據以下公式計算：角度精度誤差=Emax–Emin/2

換句話說它在0°到360°的范圍內偏離了理想的直線。在設計中使用磁體時，磁輸入在整個旋轉范圍內可能并不均勻，并且存在固有誤差。這些磁輸入誤差將導致系統中的測量誤差，這在考慮具有高固有磁誤差的側向或離軸設計時尤其重要，如果磁場輸入的誤差占主導地位，即使是最精確校準的RVIT-15-60角度傳感器也會產生不準確的結果。在大多數情況下，即使是同軸磁設計也存在相對較大的未對準問題。這個問題通常發生在生產線中用戶模塊的組裝過程中。這些磁誤差來源是不可避免的，減少這些誤差通常是不可能的或非常昂貴。

分析RVIT-15角度傳感器中的片載線性化功能：與RVIT-15-90i角度傳感器相關的誤差針對非線性和參數溫度漂移進行了優化，而噪聲性能可以針對使用片上濾波進行優化。

RVIT-15-120i通過使用線性化末端制造位置補償這些誤差來解決這個問題。 具體來說，它顯示了如何通過線性化將與磁輸入相關的±20°以上的誤差降低到±0.3°，大約提高了65倍。這種線性化可以基于RVIT-15-120i角度傳感器周圍的目標磁體的單次旋轉數據來完成。從該旋轉讀取的角度數據用于生成線性化系數，然后將其存儲到片上，以最終優化該磁性系統的特定角度傳感器。

RVIT-15-120i角度傳感器分段線性化和諧波線性化。分段線性化是一種可編程功能，它允許調整角度傳感器的傳輸特性，以便角度傳感器可以輸出施加磁場矢量角度的線性變化作為相應的線性角度增量。這種線性化是對從磁體圍繞角度傳感器旋轉一圈收集的數據執行的。

兩種技術的比較測試表明，雖然分段線性化技術可以實現更短的處理時間，但其校正正弦誤差項的能力有限。諧波線性化技術在這方面可以做得更好。此外，諧波線性化方法的靈活性——尤其是改變所用校正諧波數量的能力——允許用戶在計算時間和誤差性能之間實現最佳平衡。測試表明，應用線性化技術后，±20°的角度誤差可以降低到±0.3°以內。