專(zhuān)利名稱(chēng)：基于磁環(huán)及霍爾傳感器的ct機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)位置檢測(cè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，對(duì)電機(jī)工作的位置檢測(cè)精度要求越來(lái)越高。目前，在位置檢測(cè)上應(yīng)用較廣的有編碼式傳感器、光柵傳感器、磁柵傳感器等，但是由于價(jià)格成本高， 外界干擾影響大，制造、安裝工藝要求高等因素，同時(shí)，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于電機(jī)在制造和工作中存在的磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大或過(guò)小、磁不對(duì)稱(chēng)等引起電機(jī)位置的不準(zhǔn)確、靈敏度低等，給電機(jī)精確位置檢測(cè)和轉(zhuǎn)速控制帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。[0003]CT機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置的在線控制，是保證CT機(jī)在給患者做診斷時(shí)能夠成像清晰、準(zhǔn)確，避免發(fā)生誤診現(xiàn)象。[0004]CT機(jī)工作過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)速度是一個(gè)非常重要且必須要考慮的工藝參數(shù)，轉(zhuǎn)速的精度與穩(wěn)定直接關(guān)系到CT機(jī)成像的正確性與判斷病理的準(zhǔn)確性，因此在CT機(jī)工作時(shí)，對(duì)CT 機(jī)上輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確測(cè)量與控制，顯得尤為重要。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的 CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，包括位置檢測(cè)環(huán)，絕對(duì)位置傳感器，相對(duì)位置傳感器，比較器， 數(shù)字信號(hào)處理器DSP ；所述位置檢測(cè)環(huán)充磁為絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)和相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)，所述CT 機(jī)輪轂電機(jī)的三個(gè)相對(duì)位置傳感器對(duì)應(yīng)的是相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)，所述一個(gè)對(duì)絕對(duì)位置的位置傳感器對(duì)應(yīng)絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的存儲(chǔ)器與比較器輸入端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的中央處理器CPU與比較器輸出端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP 控制電機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。[0006]所述絕對(duì)位置傳感器和相對(duì)位置傳感器為線性霍爾傳感器，三個(gè)換向器作用的相對(duì)位置傳感器相隔120°放置，且絕對(duì)位置傳感器與初始位置對(duì)齊，確保安裝精度。[0007]所述位置檢測(cè)環(huán)與CT機(jī)輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸無(wú)滑動(dòng)固定安裝。[0008]所述電機(jī)相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)根據(jù)要求的位置精度充磁為相對(duì)應(yīng)極對(duì)數(shù)，絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)只有一對(duì)磁極。[0009]所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的存儲(chǔ)器中的標(biāo)準(zhǔn)值是對(duì)電機(jī)位置檢測(cè)環(huán)準(zhǔn)確位置的測(cè)量得到的霍爾電勢(shì)值，存儲(chǔ)在數(shù)字信號(hào)處理器DSP的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置預(yù)先裝載到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值到比較器中，然后與位置檢測(cè)環(huán)實(shí)測(cè)霍爾電勢(shì)進(jìn)行比較，判斷出比較器對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器DSP的中央處理器CPU輸出置“0”或者置 “ 1”，再由中央處理器CPU計(jì)算出電機(jī)準(zhǔn)確位置。[0010]有益效果[0011]由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)預(yù)先測(cè)得線性霍爾傳感器與位置檢測(cè)磁環(huán)電磁感應(yīng)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)測(cè)位置霍爾電勢(shì)值的比較，確保了位置信號(hào)與實(shí)測(cè)位置一致，極大的削弱了電機(jī)在制造和工作中存在的磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大或過(guò)小、磁不對(duì)稱(chēng)等引起電機(jī)位置的不準(zhǔn)確、 靈敏度低等；經(jīng)過(guò)電機(jī)初始定位后，可以直接檢測(cè)與控制CT機(jī)上輪轂電機(jī)的每一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速及其角位移，消除了累積誤差，具有檢測(cè)精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，安裝方便，集成度高， 從而可以更加準(zhǔn)確的確定病理影像，提高CT機(jī)的精確度。


[0012]圖1是本實(shí)用新型的位置檢測(cè)環(huán)工作結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2是本發(fā)明電機(jī)位置布局圖。
具體實(shí)施方式
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。[0015]本實(shí)用新型的涉及一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)高精度位置檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括位置檢測(cè)環(huán)1，絕對(duì)位置傳感器2，相對(duì)位置傳感器3，比較器4，數(shù)字信號(hào)處理器DSP7 ；所述位置檢測(cè)環(huán)充磁為絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)9和相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)10，所述一個(gè)對(duì)絕對(duì)位置的位置傳感器2對(duì)應(yīng)絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)9，所述CT機(jī)輪轂電機(jī)的三個(gè)相對(duì)位置傳感器3對(duì)應(yīng)的是相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)10，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的存儲(chǔ)器5與比較器4輸入端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的中央處理器CPTO與比較器4輸出端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP7控制電機(jī)控制系統(tǒng)8，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。[0016]啟動(dòng)CT機(jī)輪轂電機(jī)后，根據(jù)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)值裝載到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值到比較器中，位置傳感器通過(guò)檢測(cè)得到的霍爾電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)值比較，判斷出電機(jī)位置，等待電機(jī)初始定位位置與絕對(duì)位置傳感器對(duì)齊，同時(shí)要滿(mǎn)足電機(jī)轉(zhuǎn)速要求。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)滿(mǎn)足要求后，CT機(jī)進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，三個(gè)相對(duì)位置傳感器協(xié)同電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制電機(jī)運(yùn)行，絕對(duì)位置傳感器在電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈后修正電機(jī)轉(zhuǎn)速，并且消除累積角位置誤差。[0017]此外，以角位移絕對(duì)測(cè)量精度為士 Γ的CT機(jī)輪轂電機(jī)為例，根據(jù)電機(jī)機(jī)械角位移滿(mǎn)足θ a[0018]ψ =T = Z~6 6.ρ[0019]ε = ψ · ρ[0020]ε ' = K · ε[0021]其中，ψ為相對(duì)位置傳感器對(duì)應(yīng)比較器信號(hào)變化對(duì)應(yīng)的機(jī)械角位移，θ為相對(duì)位置傳感器信號(hào)對(duì)應(yīng)比較器變化一個(gè)周期的機(jī)械角位移，α為電角度，P為相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)極對(duì)數(shù)，P為線性霍爾傳感器的控制精度，ε為理論位置精度，ε ‘為實(shí)際位置精度，K為安全系數(shù)。[0022]線性霍爾傳感器滿(mǎn)足[0023]U = KIB[0024]K=—d[0025]其中，U為霍爾電勢(shì)，K為霍爾材料的靈敏度，B為所測(cè)位置磁環(huán)磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，R為霍爾系數(shù)，d為霍爾材料的厚度。[0026]按照實(shí)際工程要求取K = 2，ρ = 1%, ε ‘ = 1'時(shí)，計(jì)算得出應(yīng)取電機(jī)極對(duì)數(shù)為72對(duì)?？梢?jiàn)，在傳感器控制精度不提升的基礎(chǔ)上，相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)極對(duì)數(shù)越多，電機(jī)的角位移精度也就越高；現(xiàn)采用線性霍爾傳感器檢測(cè)得到的霍爾電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)值比較，提高了線性霍爾傳感器的控制精度，故電機(jī)的角位移精度顯著提高。在電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周后，可以利用CT機(jī)輪轂電機(jī)絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)與絕對(duì)位置傳感器之間的關(guān)系通過(guò)閉環(huán)控制調(diào)整電機(jī)的角位移和速度，極大的提高了 CT機(jī)輪轂電機(jī)的位置精度。[0027]不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型用定位裝置與線性霍爾傳感器協(xié)同作用，經(jīng)過(guò)預(yù)先測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)確判斷電機(jī)實(shí)時(shí)位置；電機(jī)的初始定位以后，能夠檢測(cè)輪轂電機(jī)的每一轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速在CT機(jī)允許的轉(zhuǎn)速誤差范圍內(nèi)，這樣可以使本實(shí)用新型的響應(yīng)特性大為改善，極大地削弱了磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大或過(guò)小、磁不對(duì)稱(chēng)等的影響， 提高了檢測(cè)精度，從而可以更加準(zhǔn)確的確定病理影像，提高CT機(jī)的精確度和準(zhǔn)確度。
權(quán)利要求1.一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，包括位置檢測(cè)環(huán)(1)， 絕對(duì)位置傳感器O)，相對(duì)位置傳感器(3)，比較器G)，數(shù)字信號(hào)處理器DSP (7)；其特征在于所述位置檢測(cè)環(huán)(1)充磁為絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)(9)和相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)(10)，所述一個(gè)絕對(duì)位置的位置傳感器( 對(duì)應(yīng)絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)(9)，所述CT機(jī)輪轂電機(jī)的三個(gè)相對(duì)位置傳感器C3)對(duì)應(yīng)相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)(10)，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP (7)的存儲(chǔ)器( 與比較器 (4)輸入端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP(7)的中央處理器CPU(6)與比較器(4)輸出端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP (7)控制電機(jī)控制系統(tǒng)(8)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述絕對(duì)位置傳感器( 和相對(duì)位置傳感器C3)為線性霍爾傳感器，三個(gè)換向器作用的相對(duì)位置傳感器C3)相隔120°放置，且絕對(duì)位置傳感器O)與初始位置對(duì)齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述位置檢測(cè)環(huán)(1)與CT機(jī)輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸無(wú)滑動(dòng)固定安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)(9)根據(jù)要求的位置精度充磁為相對(duì)應(yīng)極對(duì)數(shù)，絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)(10)只有一對(duì)磁極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP (7)的存儲(chǔ)器(5)中的標(biāo)準(zhǔn)值是對(duì)電機(jī)位置檢測(cè)環(huán)(1) 準(zhǔn)確位置的測(cè)量得到的霍爾電勢(shì)值，存儲(chǔ)在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫(kù)(5)中， 根據(jù)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置預(yù)先裝載到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值到比較器中，然后與位置檢測(cè)環(huán)實(shí)測(cè)霍爾電勢(shì)進(jìn)行比較，判斷出比較器對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的中央處理器 CPU(6)輸出置“0”或者置“1”，再由中央處理器CPU(6)計(jì)算出電機(jī)準(zhǔn)確位置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于磁環(huán)及霍爾傳感器的CT機(jī)輪轂電機(jī)位置檢測(cè)裝置，包括位置檢測(cè)環(huán)，絕對(duì)位置傳感器，相對(duì)位置傳感器，比較器，數(shù)字信號(hào)處理器DSP；所述位置檢測(cè)環(huán)充磁為絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)和相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)，所述CT機(jī)輪轂電機(jī)的三個(gè)相對(duì)位置傳感器對(duì)應(yīng)的是相對(duì)位置檢測(cè)環(huán)，所述一個(gè)絕對(duì)位置的位置傳感器對(duì)應(yīng)絕對(duì)位置檢測(cè)環(huán)，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的存儲(chǔ)器與比較器輸入端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP的中央處理器CPU與比較器輸出端相連，所述數(shù)字信號(hào)處理器DSP控制電機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型提高了電機(jī)的位置精度，但需要預(yù)先對(duì)位置檢測(cè)磁環(huán)進(jìn)行霍爾電勢(shì)檢測(cè)。
文檔編號(hào)H02P6/16GK202276310SQ20112036235
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者孔進(jìn)會(huì), 楊文強(qiáng), 蔣承周, 陳家新 申請(qǐng)人:東華大學(xué)