本發(fā)明屬于精密位移測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化和智能化程度的提高，各閉環(huán)控制系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)對(duì)位移測(cè)量器件的要求也越來(lái)越高，其不僅要求位移測(cè)量器件具有高的測(cè)量精度和可靠性，而且要求其上電后能快速進(jìn)入工作狀態(tài)，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和工作效率。因此，當(dāng)今的閉環(huán)控制系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)越來(lái)越傾向于采用絕對(duì)式位移傳感器。

時(shí)柵角位移傳感器作為眾多位移傳感器中的一種，因其具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精密位移測(cè)量領(lǐng)域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的時(shí)柵角位移傳感器主要采用粗機(jī)加精機(jī)的組合方式實(shí)現(xiàn)高精度的絕對(duì)位移測(cè)量；其中，粗機(jī)輸出與測(cè)量范圍內(nèi)的位移量一一對(duì)應(yīng)的單周期信號(hào)，用于確定絕對(duì)位置，但精度不高；精機(jī)則輸出在測(cè)量范圍內(nèi)多周期變化的信號(hào)，在每個(gè)變化周期內(nèi)具有確定的位移，且精度較高。然而，這種采用粗機(jī)加精機(jī)組合方式進(jìn)行絕對(duì)位移測(cè)量的時(shí)柵角位移傳感器，粗機(jī)和精機(jī)的激勵(lì)磁場(chǎng)會(huì)耦合到對(duì)方的輸出繞組(即感應(yīng)線圈)上，使粗機(jī)和精機(jī)的測(cè)量精度均達(dá)不到獨(dú)立工作時(shí)的水平；為減小這種耦合的影響，其對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)和后期信號(hào)處理等均提出了更高的要求，從而使傳感器的成本大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，以避免出現(xiàn)激勵(lì)磁場(chǎng)互相耦合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高精度的絕對(duì)位移測(cè)量，同時(shí)降低成本。

本發(fā)明所述的絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，包括轉(zhuǎn)子、定子、信號(hào)調(diào)理電路、鑒相電路和微處理器，所述轉(zhuǎn)子與定子同軸正對(duì)平行安裝，且留有間隙；所述轉(zhuǎn)子為布有激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈的環(huán)形印制電路板，所述定子為與轉(zhuǎn)子相對(duì)的一面沿圓周開(kāi)設(shè)有多個(gè)扇環(huán)形通槽的環(huán)形導(dǎo)磁體。

所述激勵(lì)線圈由相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置的第一組線圈和第二組線圈組成，第一組、第二組線圈均包括正弦激勵(lì)線圈和余弦激勵(lì)線圈，所述正弦激勵(lì)線圈由起始位置相同、幅值為A、周期為W＝360°/N、相位互差180°且沿半徑為R的圓周正弦分布的兩條導(dǎo)線構(gòu)成，兩條導(dǎo)線分別布于環(huán)形印制電路板的兩層，且這兩條導(dǎo)線的起始端通過(guò)過(guò)孔連接、另一端作為正弦激勵(lì)信號(hào)輸入端；所述余弦激勵(lì)線圈由起始位置相同、幅值為A、周期為W＝360°/N、相位互差180°且沿半徑為R的圓周正弦分布的兩條導(dǎo)線構(gòu)成，兩條導(dǎo)線分別布于環(huán)形印制電路板的另外兩層，且這兩條導(dǎo)線的起始端通過(guò)過(guò)孔連接、另一端作為余弦激勵(lì)信號(hào)輸入端；其中，N為傳感器的極對(duì)數(shù)，N≥8且取值為4的整數(shù)倍；所述正弦激勵(lì)線圈的起始位置與余弦激勵(lì)線圈的起始位置在環(huán)形印制電路板上沿圓周錯(cuò)開(kāi)W/4，且正弦激勵(lì)線圈與余弦激勵(lì)線圈同時(shí)覆蓋區(qū)域的圓心角大于或者等于4W。

所述感應(yīng)線圈由相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置的第一部分和第二部分組成，第一、第二部分均由相同且獨(dú)立工作的4個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈組成，扇環(huán)形感應(yīng)線圈為具有一個(gè)開(kāi)口，且開(kāi)口端作為信號(hào)輸出端的非閉合線圈，扇環(huán)形感應(yīng)線圈的圓心角為W、內(nèi)圓弧半徑小于R-A、外圓弧半徑大于R+A，以保證沿徑向正弦激勵(lì)線圈和余弦激勵(lì)線圈的波峰和波谷完全位于扇環(huán)形感應(yīng)線圈內(nèi)。第一部分的4個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈分別為第一、第二、第三、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈，第一、第二、第三、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来闻帕校蚁噜弮蓚€(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為W，第一部分能同時(shí)覆蓋所述第一組線圈中的正弦激勵(lì)線圈的連續(xù)4個(gè)周期和余弦激勵(lì)線圈的連續(xù)4個(gè)周期(即沿圓周方向，第一部分覆蓋第一組線圈中的正弦激勵(lì)線圈所對(duì)應(yīng)的圓心角為4W，同時(shí)覆蓋余弦激勵(lì)線圈所對(duì)應(yīng)的圓心角也為4W)；第二部分的4個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈分別為第五、第六、第七、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈，第五、第六、第七、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来闻帕?，由于第二部分與第一部分相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置，第一組線圈與第二組線圈相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置，因此，第二部分中相鄰兩個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為W，第二部分能同時(shí)覆蓋所述第二組線圈中的正弦激勵(lì)線圈的連續(xù)4個(gè)周期和余弦激勵(lì)線圈的連續(xù)4個(gè)周期(即沿圓周方向，第二部分覆蓋第二組線圈中的正弦激勵(lì)線圈所對(duì)應(yīng)的圓心角為4W，同時(shí)覆蓋余弦激勵(lì)線圈所對(duì)應(yīng)的圓心角也為4W)。

所述環(huán)形導(dǎo)磁體的內(nèi)圓半徑小于扇環(huán)形感應(yīng)線圈的內(nèi)圓弧半徑、外圓半徑大于扇環(huán)形感應(yīng)線圈的外圓弧半徑；所述環(huán)形導(dǎo)磁體沿圓周均分為N/2等份，形成N/2個(gè)圓心角為2W的扇環(huán)形等分區(qū)域，以其中某一等份作為第1個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域，其余等份沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来畏Q為第2個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第3個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、…、第N/2個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域；每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)都開(kāi)設(shè)有扇環(huán)形通槽，且每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)所開(kāi)扇環(huán)形通槽的面積之和為該扇環(huán)形等分區(qū)域面積的1/2；沿圓周逆時(shí)針?lè)较?，每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域等分為4份，第2m-1個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份位置和第3份位置，第2m個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份和第3份同時(shí)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)后的位置，當(dāng)扇環(huán)形通槽的開(kāi)設(shè)位置因旋轉(zhuǎn)而移出第2m個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域時(shí)，移出部分從該第2m個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的另一側(cè)移入，形成開(kāi)槽的空間循環(huán)移位，滿足該扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)所開(kāi)扇環(huán)形通槽的面積之和為該扇環(huán)形等分區(qū)域面積的1/2，其中，m依次取值1至N/4中的所有整數(shù)。

將所述環(huán)形導(dǎo)磁體的每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域都等分為2份，形成N個(gè)圓心角為W的極對(duì)，由第1個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的起始位置開(kāi)始，沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来畏Q為第1個(gè)極對(duì)、第2個(gè)極對(duì)、第3個(gè)極對(duì)、…、第N個(gè)極對(duì)，將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈完整覆蓋第1個(gè)極對(duì)時(shí)的位置作為測(cè)量的絕對(duì)零位；正弦激勵(lì)線圈和余弦激勵(lì)線圈中分別通入兩相對(duì)稱激勵(lì)電流(即幅值相同、相位相差90°的兩相電流)，作為正弦激勵(lì)信號(hào)和余弦激勵(lì)信號(hào)，8個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，8個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)將發(fā)生周期性變化，將該8個(gè)感應(yīng)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)輸入至信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后，送入鑒相電路進(jìn)行鑒相處理，相位差由插補(bǔ)的高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)表示，再經(jīng)微處理器運(yùn)算、處理后，得到轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位移值。

微處理器已預(yù)先設(shè)定第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)(即)、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)、第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,W)，設(shè)定轉(zhuǎn)子位于絕對(duì)零位時(shí)，(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值同時(shí)為零)。微處理器接收到鑒相電路輸出的信號(hào)后，先對(duì)鑒相電路輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，得到轉(zhuǎn)子位于某個(gè)位置時(shí)第一至第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值至然后再計(jì)算轉(zhuǎn)子位于該位置時(shí)的絕對(duì)位移值。

所述轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位移值的計(jì)算公式為：

式中，表示扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值，K表示轉(zhuǎn)子位于的極對(duì)。

微處理器將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值進(jìn)行比較。

如果(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則K＝4n-3，其中

如果(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則K＝4n-3，其中

如果(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則K＝4n-2，其中

如果(即第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則K＝4n-2，其中

如果(即第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則K＝4n-1，其中

如果(即第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則K＝4n-1，其中

如果(即第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則當(dāng)n＞1時(shí)，K＝4n-4，當(dāng)n＝1時(shí)，K＝N；

如果(即第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則當(dāng)n＞1時(shí)，K＝4n-4，當(dāng)n＝1時(shí)，K＝N。

所述第一、第三、第五、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈沿圓周逆時(shí)針?lè)较虿加诃h(huán)形印制電路板的一層，所述第二、第四、第六、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈沿圓周逆時(shí)針?lè)较虿加诃h(huán)形印制電路板的另一層。

所述環(huán)形導(dǎo)磁體上開(kāi)設(shè)的扇環(huán)形通槽的深度大于或者等于1mm。

本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)子和定子，感應(yīng)線圈共用一個(gè)激勵(lì)磁場(chǎng)，并且通過(guò)在環(huán)形導(dǎo)磁體上按照一定規(guī)則進(jìn)行開(kāi)槽，形成特殊的編碼實(shí)現(xiàn)位移的絕對(duì)測(cè)量；其與現(xiàn)有的絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器相比，不存在磁場(chǎng)互相耦合的問(wèn)題，故測(cè)量精度高，且傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子與定子正對(duì)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中激勵(lì)線圈的布線示意圖。

圖4為本發(fā)明中感應(yīng)線圈的布線示意圖。

圖5為本發(fā)明中定子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的信號(hào)處理原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1至圖6所示的絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，包括轉(zhuǎn)子1、定子2、信號(hào)調(diào)理電路3、鑒相電路4和微處理器5，轉(zhuǎn)子1為布有激勵(lì)線圈11和感應(yīng)線圈12的印制電路板，定子2為表面沿圓周開(kāi)設(shè)有多個(gè)扇環(huán)形通槽的環(huán)形導(dǎo)磁體，轉(zhuǎn)子1與定子2同軸正對(duì)(即轉(zhuǎn)子1同軸正對(duì)定子2開(kāi)槽的表面)平行安裝，并留有0.3mm的間隙。

如圖1、圖2、圖3所示，激勵(lì)線圈11由相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置的第一組線圈和第二組線圈組成，第一組、第二組線圈均包括正弦激勵(lì)線圈111和余弦激勵(lì)線圈112，正弦激勵(lì)線圈111由起始位置相同、幅值為A、周期為W＝360°/N＝360°/16＝22.5°(其中，N為傳感器的極對(duì)數(shù)，取值為N＝16；另外N也可以取20、24、28等4的整數(shù)倍)、周期個(gè)數(shù)為4.5個(gè)、相位互差180°且沿半徑為R的圓周順時(shí)針正弦分布的兩條銅線構(gòu)成，兩條銅線分別布于環(huán)形印制電路板的兩層，且這兩條銅線的起始端通過(guò)過(guò)孔連接、另一端通過(guò)兩條導(dǎo)線引出作為正弦激勵(lì)信號(hào)輸入端；余弦激勵(lì)線圈112由起始位置相同、幅值為A、周期為W＝22.5°、周期個(gè)數(shù)為5個(gè)、相位互差180°且沿半徑為R的圓周順時(shí)針正弦分布的兩條銅線構(gòu)成，兩條銅線分別布于環(huán)形印制電路板的另外兩層，且這兩條銅線的起始端通過(guò)過(guò)孔連接、另一端通過(guò)兩條導(dǎo)線引出作為余弦激勵(lì)信號(hào)輸入端。第一組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111的起始位置在環(huán)形印制電路板上沿圓周順時(shí)針?lè)较蚺c余弦激勵(lì)線圈112的起始位置相差5.625°(即W/4)，且正弦激勵(lì)線圈111與余弦激勵(lì)線圈112同時(shí)覆蓋區(qū)域的圓心角等于101.25°(即4.5W)。由于第二組線圈與第一組線圈相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置，因此，第二組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111的起始位置在環(huán)形印制電路板上沿圓周順時(shí)針?lè)较蚺c余弦激勵(lì)線圈112的起始位置相差5.625°(即W/4)，且正弦激勵(lì)線圈111與余弦激勵(lì)線圈112同時(shí)覆蓋區(qū)域的圓心角等于101.25°(即4.5W)。

如圖1、圖2、圖4所示，感應(yīng)線圈12由相同且關(guān)于圓心O對(duì)稱布置的第一部分和第二部分組成，第一、第二部分均由相同且獨(dú)立工作的4個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈組成，扇環(huán)形感應(yīng)線圈為具有一個(gè)盡可能小開(kāi)口的非閉合銅線圈，且其開(kāi)口兩端通過(guò)兩條導(dǎo)線引出作為信號(hào)輸出端，扇環(huán)形感應(yīng)線圈的圓心角為22.5°(即W)、內(nèi)圓弧半徑小于R-A、外圓弧半徑大于R+A。第一部分的4個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈分別為第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124，第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来闻帕?，且相鄰兩個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為22.5°(即W)(比如沿圓周逆時(shí)針?lè)较?，第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的中心與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為22.5°、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的中心與第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為22.5°)；第二部分的4個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈分別為第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128，第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来闻帕?，且相鄰兩個(gè)扇環(huán)形感應(yīng)線圈的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為22.5°(比如沿圓周逆時(shí)針?lè)较?，第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125的中心與第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為22.5°、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126的中心與第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127的中心連線所對(duì)應(yīng)的圓心角為22.5°)；其中，第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123、第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127沿圓周逆時(shí)針?lè)较虿加诃h(huán)形印制電路板的一層，第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128沿圓周逆時(shí)針?lè)较虿加诃h(huán)形印制電路板的另一層。第一部分的起始位置(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的起始位置)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蚺c第一組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111的終點(diǎn)位置相差5.625°(即W/4)，第一部分能同時(shí)覆蓋第一組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111的連續(xù)4個(gè)周期和余弦激勵(lì)線圈112的連續(xù)4個(gè)周期(即沿圓周方向，第一部分覆蓋第一組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111所對(duì)應(yīng)的圓心角為90°，同時(shí)覆蓋余弦激勵(lì)線圈112所對(duì)應(yīng)的圓心角也為90°)。第二部分的起始位置(即第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125的起始位置)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蚺c第二組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111的終點(diǎn)位置相差5.625°(即W/4)，第二部分能同時(shí)覆蓋第二組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111的連續(xù)4個(gè)周期和余弦激勵(lì)線圈112的連續(xù)4個(gè)周期(即沿圓周方向，第二部分覆蓋第二組線圈中的正弦激勵(lì)線圈111所對(duì)應(yīng)的圓心角為90°，同時(shí)覆蓋余弦激勵(lì)線圈112所對(duì)應(yīng)的圓心角也為90°)。

如圖1、圖5所示，環(huán)形導(dǎo)磁體的內(nèi)圓半徑小于扇環(huán)形感應(yīng)線圈的內(nèi)圓弧半徑、外圓半徑大于扇環(huán)形感應(yīng)線圈的外圓弧半徑，環(huán)形導(dǎo)磁體沿圓周均分為8等份，形成8個(gè)圓心角為45°的扇環(huán)形等分區(qū)域，以其中某一等份作為第1個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域，其余等份沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来畏Q為第2個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第3個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第4個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第5個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第7個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域、第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域；每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)都開(kāi)設(shè)有深度等于1mm的扇環(huán)形通槽，且每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)所開(kāi)扇環(huán)形通槽的面積之和為該扇環(huán)形等分區(qū)域面積的1/2；沿圓周逆時(shí)針?lè)较?，每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域等分為4份，第1個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份位置和第3份位置；第2個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份和第3份同時(shí)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)4.5°(即W/5)后的位置；第3個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份位置和第3份位置；第4個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份和第3份同時(shí)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)9°(即2W/5)后的位置；第5個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份位置和第3份位置；第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份和第3份同時(shí)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)13.5°(即3W/5)后的位置，由于與第3份對(duì)應(yīng)的扇環(huán)形通槽的開(kāi)設(shè)位置因旋轉(zhuǎn)而超出了第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域，超出的圓心角為2.25°(即W/10)的扇環(huán)形通槽則開(kāi)設(shè)在第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的另一側(cè)(即在第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)，由第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的起始位置沿圓周逆時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)設(shè)圓心角為2.25°的扇環(huán)形通槽)，形成開(kāi)槽的空間循環(huán)移位，滿足第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)所開(kāi)扇環(huán)形通槽的面積之和為第6個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域面積的1/2；第7個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份位置和第3份位置；第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)的扇環(huán)形通槽開(kāi)設(shè)在第1份和第3份同時(shí)沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)18°(即4W/5)后的位置，由于與第3份對(duì)應(yīng)的扇環(huán)形通槽的開(kāi)設(shè)位置因旋轉(zhuǎn)而超出了第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域，超出的圓心角為6.75°(即3W/10)的扇環(huán)形通槽則開(kāi)設(shè)在第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的另一側(cè)(即在第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)，由第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的起始位置沿圓周逆時(shí)針?lè)较蜷_(kāi)設(shè)圓心角為6.75°的扇環(huán)形通槽)，形成開(kāi)槽的空間循環(huán)移位，滿足第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域內(nèi)所開(kāi)扇環(huán)形通槽的面積之和為第8個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域面積的1/2。

將環(huán)形導(dǎo)磁體的每個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域都再等分為2份，形成16個(gè)圓心角為22.5°的極對(duì)，由第1個(gè)扇環(huán)形等分區(qū)域的起始位置開(kāi)始，沿圓周逆時(shí)針?lè)较蛞来畏Q為第1個(gè)極對(duì)、第2個(gè)極對(duì)、第3個(gè)極對(duì)、…、第16個(gè)極對(duì)，將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121完整覆蓋第1個(gè)極對(duì)時(shí)的位置作為測(cè)量的絕對(duì)零位；正弦激勵(lì)線圈111和余弦激勵(lì)線圈112中分別通入兩相對(duì)稱激勵(lì)電流(即幅值相同、相位相差90°的兩相電流)，作為正弦激勵(lì)信號(hào)和余弦激勵(lì)信號(hào)，第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124、第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128中將產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)并分別從其信號(hào)輸出端輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)子1相對(duì)于定子2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124、第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128中產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)將發(fā)生周期性變化，將該8個(gè)感應(yīng)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)同時(shí)輸入至信號(hào)調(diào)理電路3進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后，送入鑒相電路4進(jìn)行鑒相處理，相位差由插補(bǔ)的高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)表示，再經(jīng)微處理器5運(yùn)算、處理后，得到轉(zhuǎn)子1的絕對(duì)位移值(參見(jiàn)圖6)。

微處理器5已預(yù)先設(shè)定第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)(即)、第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)、第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)、第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)、第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)、第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)、第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)、第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128的位移測(cè)量值的取值范圍為[0,22.5°)，設(shè)定轉(zhuǎn)子1位于絕對(duì)零位時(shí)，微處理器5的運(yùn)算、處理過(guò)程為：微處理器5接收到鑒相電路4輸出的信號(hào)后，先對(duì)鑒相電路4輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，得到轉(zhuǎn)子1位于某個(gè)位置時(shí)第一至第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值至并將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值與第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值與第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值與第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈127的位移測(cè)量值進(jìn)行比較，將第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值與第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128的位移測(cè)量值進(jìn)行比較；然后，利用公式：

計(jì)算轉(zhuǎn)子1的絕對(duì)位移值Φ；

式(1)中，表示扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值，K表示轉(zhuǎn)子位于的極對(duì)；其中，K的取值方式如下：

如果(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則K＝4n-3，其中

如果(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第五扇環(huán)形感應(yīng)線圈125的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則K＝4n-3，其中表示第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值相減后差值的絕對(duì)值；

如果(即第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則K＝4n-2，其中

如果(即第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值與第八扇環(huán)形感應(yīng)線圈128的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則K＝4n-2，其中表示第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值與第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值相減后差值的絕對(duì)值；

如果(即第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則K＝4n-1，其中

如果(即第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值與第七扇環(huán)形感應(yīng)線圈的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則K＝4n-1，其中表示第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值與第一扇環(huán)形感應(yīng)線圈121的位移測(cè)量值相減后差值的絕對(duì)值；

如果(即第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值與第三扇環(huán)形感應(yīng)線圈123的位移測(cè)量值同時(shí)為零)，則當(dāng)n＞1時(shí)，K＝4n-4，當(dāng)n＝1時(shí)，K＝16；

如果(即第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值與第六扇環(huán)形感應(yīng)線圈126的位移測(cè)量值相等，但不等于零)，則當(dāng)n＞1時(shí)，K＝4n-4，當(dāng)n＝1時(shí)，K＝16；表示第二扇環(huán)形感應(yīng)線圈122的位移測(cè)量值與第四扇環(huán)形感應(yīng)線圈124的位移測(cè)量值相減后差值的絕對(duì)值。