【技术实现步骤摘要】
本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种扭矩角度测量方法以及扭矩角度传感器。
技术介绍
1、扭矩传感器，又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪，用于对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器被用于各大领域的系统中实现扭矩和功率的测量，以保证这些复杂系统在运行中的性能和安全。例如，在交通运输领域，无论是铁路机车、汽车、拖拉机、还是航空和船舶，均使用了许多扭矩角度传感器，例如：发动机的扭矩监测、转向系统中的转角检测、传动系统中的扭矩测量和悬挂系统中的角度控制等。
2、在相关技术中，现有方法中对于转子的角度周期的选择，常采用两个周期小于360°，且一个角度周期为另一个角度周期的整数倍的组合形式来分别获取扭杆两端的旋转角度，并做简单的角度差计算。上述方法限制了两个角度周期之间必须设置为整数倍，局限了角度周期的选择自由性，且在通过感应电压确定转子的绝对角度位置时，在某些位置感应电压随转子位置变化的灵敏度会降低，转子旋转时带来的感应电压的变化量极小，又由于采样电路的分辨率是有限的，会导致转子在这些位置附近运动时，感应电压的采样精度会快速下降，最终造成感应位置的误差。
技术实现思路
1、本申请提供一种扭矩角度测量方法以及扭矩角度传感器，用以解决现有技术中存在的扭矩测量精度低的技术问题。
2、第一方面，本申请提供一种扭矩角度测量方法，其特征在于，方法应用于扭矩角度传感器，扭矩角度传感器包括至少两个转子、至少两个接收结构以及印刷电路板，至少两个接收结构中任
3、根据任一接收结构的n个绕组中每一绕组的感应电压的大小，确定任一接收结构对应的转子的相对角度位置；
4、计算至少两个转子的相对角度位置差；
5、根据至少两个转子的相对角度位置差，确定待测扭杆的扭矩。
6、在其中一个实施例中，根据至少两个转子的相对角度位置差，确定待测扭杆的扭矩，包括：
7、根据零扭矩角度差序列以及相对角度位置差，确定待测扭杆两端的实际角度差，零扭矩角度差序列基于至少两个转子的转子叶片数量所确定；
8、根据实际角度差，确定待测扭杆的扭矩。
9、在其中一个实施例中，至少两个转子包括第一转子和第二转子；零扭矩角度差序列的确定过程包括：
10、根据第一转子的转子叶片数量确定第一转子的第一角度周期，并根据第二转子的转子叶片数量确定第二转子的第二角度周期；
11、根据第一角度周期以及第二角度周期，确定零扭矩角度差序列。
12、在其中一个实施例中，根据零扭矩角度差序列以及相对角度位置差，确定待测扭杆两端的实际角度差，包括：
13、计算相对角度位置差与零扭矩角度差序列的差值序列；
14、将差值序列中绝对值最小的差值在零扭矩角度差序列中对应的零扭矩角度差，作为目标零扭矩角度差；
15、根据相对角度位置差以及目标零扭矩角度差，确定待测扭杆两端的实际角度差。
16、在其中一个实施例中，方法还包括：
17、根据第一角度周期以及第二角度周期，确定扭矩角度传感器的扭矩测量范围；
18、根据扭矩测量范围，确定安全测量范围；
19、在差值序列中绝对值最小的差值超过安全测量范围的情况下，停止扭矩计算并触发安全措施以及安全预警。
20、在其中一个实施例中，所述方法还包括：
21、根据每一转子的相对角度位置，确定每一转子的绝对角度位置。
22、第二方面，本申请实施例还提供一种扭矩角度传感器，传感器包括至少两个转子、至少两个接收结构、印刷电路板以及信号处理芯片；
23、印刷电路板固定在待测扭杆的中部，至少两个转子布置在印刷电路板的两侧，至少两个转子固定在待测扭杆的两端，至少两个接收结构以及信号处理芯片布置在印刷电路板上；
24、至少两个转子的叶片数量满足以下条件，以下条件包括至少两个转子的角度周期的最小公倍数为360°以及至少两个转子的角度周期的最大公约数大于待测扭杆两端角度差的最大扭转范围，至少两个接收结构中任一接收结构包括n个绕组，n为奇数且n不小于3，n个绕组的相位差为2π/n；
25、信号处理芯片用于获取至少两个接收结构中的感应电压信号，根据感应电压信号确定待测扭杆的扭矩，具体用于执行上述任一项的方法步骤。
26、在其中一个实施例中，传感器还包括激励线圈以及隔离装置；
27、印刷电路板在其垂直平面上包括第一外层、中间层以及第二外层，激励线圈以及隔离装置布置在中间层上，隔离装置在激励线圈径向靠内的位置，激励线圈以及隔离装置形成环形区域，在第一外层以及第二外层上与环形区域平行的区域内布置有至少两个接收结构。
28、在其中一个实施例中，隔离装置包括多个矩形铜片，多个矩形铜片在激励线圈径向靠内的位置呈等间距环形分布。
29、第三方面，本申请还提供一种计算机设备，计算机包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器；
30、存储器存储计算机执行指令；
31、处理器执行存储器存储的计算机执行指令时实现上述方法。
32、第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述方法。
33、第五方面，本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时实现上述方法。
34、本申请提供的一种扭矩角度测量方法以及扭矩角度传感器，方法应用于扭矩角度传感器，扭矩角度传感器包括至少两个转子、至少两个接收结构以及印刷电路板，至少两个接收结构中任一接收结构包括n个绕组，n为奇数且n不小于3，n个绕组的相位差为2π/n，至少两个转子的叶片数量满足以下条件，以下条件包括至少两个转子的角度周期的最小公倍数为360°以及至少两个转子的角度周期的最大公约数大于待测扭杆两端角度差的最大扭转范围；方法包括：根据任一接收结构的n个绕组的感应电压信号，确定任一接收结构对应的转子的相对角度位置；根据任一接收结构的n个绕组中每一绕组的感应电压的大小以及相对角度位置，确定任一接收结构对应的转子的绝对角度位置；计算至少两个转子的相对角度位置差；根据至少两个转子的相对角度位置差，确定待测扭杆的扭矩。在传感器中通过设定接收结构的绕组数量，根据特定数量的绕组中的感应电压信号，解析出精度更高的与位置相关的感应电压信号，进一步提高传感器的精度；且在本申请实施例提供的传感器中，采用特定的方法选择转子的叶片数量，从而使两个角度周期符合特定的条件，在该条件下通过特定的扭矩计算方法，对扭杆的扭矩进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种扭矩角度测量方法，其特征在于，所述方法应用于扭矩角度传感器，所述扭矩角度传感器包括至少两个转子、至少两个接收结构以及印刷电路板，所述至少两个接收结构中任一接收结构包括N个绕组，N为奇数且N不小于3，所述N个绕组的相位差为2π/N，所述至少两个转子的叶片数量满足以下条件，所述以下条件包括所述至少两个转子的角度周期的最小公倍数为360°以及所述至少两个转子的角度周期的最大公约数大于待测扭杆两端角度差的最大扭转范围；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个转子的相对角度位置差，确定所述待测扭杆的扭矩，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个转子包括第一转子和第二转子；所述零扭矩角度差序列的确定过程包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据零扭矩角度差序列以及所述相对角度位置差，确定待测扭杆两端的实际角度差，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种扭矩角度测量方法，其特征在于，所述方法应用于扭矩角度传感器，所述扭矩角度传感器包括至少两个转子、至少两个接收结构以及印刷电路板，所述至少两个接收结构中任一接收结构包括n个绕组，n为奇数且n不小于3，所述n个绕组的相位差为2π/n，所述至少两个转子的叶片数量满足以下条件，所述以下条件包括所述至少两个转子的角度周期的最小公倍数为360°以及所述至少两个转子的角度周期的最大公约数大于待测扭杆两端角度差的最大扭转范围；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个转子的相对角度位置差，确定所述待测扭杆的扭矩，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个转子包括第一转子和第二转子；所述零扭矩角度差序列的确定过程包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据零扭矩角度差序列以及所述相对角度位置差，确定待测扭杆两端的实际角度差，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄明抗，陈枫，卢尧君，
申请(专利权)人：武汉理岩控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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