磁编码器码盘的性能检测方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及磁编码器技术领域，尤其涉及一种磁编码器码盘的性能检测方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.磁编码器作为高端装备智能控制的关键部件，可以将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式。随着人们对于高档数控机床及机器人装置等控制精度要求的日益增高，磁编码器的磁码盘或磁码尺的存储密度也越来越高。
3.目前，通常是采用hall霍尔传感器探头来检测大磁极矩的信号以检测磁码盘或磁码尺的性能。但是对于信号写入密度较高(小磁极矩)的磁编码器码盘，由于霍尔传感器探的灵敏度较低，码盘表面的剩磁较弱，检测的磁信号波形噪音大，因而，难以准确判断码盘的真实写入信号波形的一致性和均匀性，进而导致对磁编码器中磁码盘或磁码尺进行性能检测的准确性较低。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种磁编码器码盘的性能检测方法、装置、磁编码器及介质，旨在解决现有技术中的对信号写入密度较高(小磁极矩)的磁码盘或磁码尺进行性能检测的准确性较低的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术提供一种磁编码器码盘的性能检测方法，所述磁编码器包括码盘和高灵敏磁传感器，所述磁编码器码盘的性能检测方法包括：
6.获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性信号对应的弦波信号波形；
7.计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值；
8.基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。
9.可选地，所述磁感应强度峰值包括n级磁感应强度峰值和s级磁感应强度峰值。
10.可选地，所述计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值的步骤包括：
11.计算在预设周期内所述n级磁感应强度峰值之间的n级误差值，以及计算在预设周期内所述s级磁感应强度峰值之间的s级误差值，其中，所述误差值包括极差、方差和标准差的一种或多种。
12.可选地，所述基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能的步骤包括：
13.分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较；
14.基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性，并基于所述磁性均匀性，确定所述码盘的磁性性能。
15.可选地，所述基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性的步骤包括：
16.若所述n级误差值和s级误差值均小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性
均匀；
17.若所述n级误差值不小于所述预设误差阈值或者所述s级误差值不小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性不均匀。
18.可选地，所述统计所述原始磁性信号对应的弦波信号波形的步骤包括：
19.将所述原始磁性信号转换为数字信号，并基于所述数字信号的波形校正为所述弦波信号波形。
20.可选地，所述高灵敏磁传感器中的每个电桥电阻间距与所述码盘存储的磁极距相匹配，所述码盘为磁码盘或磁码尺，所述高灵敏磁传感器包括amr各向异性磁电阻或tmr巨磁电阻传感器。
21.本技术还提供一种磁编码器码盘的性能检测装置，所述磁编码器包括码盘和高灵敏磁传感器，所述磁编码器码盘的性能检测装置包括：
22.获取模块，用于获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性信号对应的弦波信号波形；
23.计算模块，用于计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值；
24.确定模块，用于基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。
25.可选地，所述确定模块还用于：
26.分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较；
27.基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性，并基于所述磁性均匀性，确定所述码盘的磁性性能。
28.可选地，所述确定模块还用于：
29.若所述n级误差值和s级误差值均小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性均匀；
30.若所述n级误差值不小于所述预设误差阈值或者所述s级误差值不小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性不均匀。
31.可选地，所述磁编码器码盘的性能检测装置还用于：
32.将所述原始磁性信号转换为数字信号，并基于所述数字信号的波形校正为所述弦波信号波形。
33.本技术还提供一种电子设备，所述电子设备为实体设备，所述电子设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的磁编码器码盘的性能检测程序，所述磁编码器码盘的性能检测程序被所述处理器执行实现如上述的磁编码器码盘的性能检测方法的步骤。
34.本技术还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储磁编码器码盘的性能检测程序，所述磁编码器码盘的性能检测程序被处理器执行实现如上述的磁编码器码盘的性能检测方法的步骤。
35.本技术提供了一种磁编码器码盘的性能检测方法、装置、设备及介质，所述磁编码器包括码盘和高灵敏磁传感器，所述磁编码器码盘的性能检测方法包括：获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性信号对应的弦信号波形，进而计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值，进一步地，基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。实现了通过采用高灵敏传感器在高信号写入密度磁编码器的码盘表面进行探测，探测出小磁极矩密度磁码盘的测试检验小磁极矩密度磁码盘的磁性能，通过对原
始磁性信号的进行统计，根据波形中n极和s极峰值的误差值，即可分析磁码盘的磁性是否均匀一致，从而实现对小磁极矩、高密度磁码盘或磁码尺的性能检测，且控制方便，检测效率较高。
附图说明
36.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
37.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域默认技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术磁编码器码盘的性能检测方法第一实施例的流程示意图；
39.图2为通过高灵敏传感器探测的高信号写入密度磁编码器码盘输出的弦波波形示意图；
40.图3为通过霍尔传感器探测的低信号写入密度磁编码器码盘输出的弦波波形示意图；
41.图4为本技术磁编码器码盘的性能检测方法第一实施例的流程示意图
42.图5(c)、图5(d)为本技术磁编码器码盘的性能检测方法中码盘的磁性不均匀的示意图；
43.图6为本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备结构示意图；
44.图7为本技术磁编码器码盘的性能检测装置的功能模块示意图。
45.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
46.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.由于，目前通常采用hall霍尔传感器探头来检测大磁极矩的信号以检测磁码盘或磁码尺的性能。但是对于信号写入密度较高(小磁极矩)的磁编码器码盘，由于霍尔传感器探的灵敏度较低，码盘表面的剩磁较弱，检测的磁信号波形噪音大，因而，难以准确判断码盘的真实写入信号波形的一致性和均匀性，进而导致对磁编码器中磁码盘或磁码尺进行性能检测的准确性较低。
48.本技术实施例的主要解决方案是：获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性信号对应的弦信号波形；计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值；基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。通过上述方案，实现了通过采用高灵敏传感器在高信号写入密度磁编码器的码盘表面进行探测，探测出小磁极矩密度磁码盘的测试检验小磁极矩密度磁码盘的磁性能，通过对原始磁性信号的进行统计，根据波形中n和s极峰值磁感应强度峰值的误差值，即可分析磁码盘的磁性是否均匀一致，从而实现对小磁极矩、高密度磁码盘或磁码尺的性能检测，且控制方便，检测效率较高。
49.具体地，参照图1，在本技术磁编码器码盘的性能检测方法的第一实施例中，所述磁编码器码盘的性能检测方法包括：
50.步骤s10，获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性
信号对应的弦波信号波形；
51.在本实施例中，需要说明的是，所述磁编码器为针对信号写入密度较高的磁编码器，所述磁编码器包括码盘和高灵敏磁传感器，其中，所述码盘可以为磁码盘，也可以为磁码尺，所述码盘上有对应的s极磁区和n极磁区，可产生磁场信号。
52.进一步需要说明的是，所述高灵敏磁传感器探头通过磁电阻效应将变化着的磁场信号转化为电阻阻值的变化，在外加电势的作用下，变化的电阻值转化成电压的变化，经过后续信号处理电路的处理，模拟的电压信号转化成计算机可以识别的数字信号，实现磁编码器的编码功能，所述高灵敏磁传感器包括amr各向异性磁电阻和/或tmr巨磁电阻传感器，其中，所述amr各向异性磁电阻和/或tmr巨磁电阻传感器对应的分辨率和灵敏度较高，由于本实施例采用高灵敏、高分辨率的amr各向异性磁电阻或tmr巨磁电阻传感器，能够对小磁极距、弱磁性信号的探测，所述高灵敏磁传感器中的每个电桥电阻间距与所述码盘存储的磁极距相匹配，针对不同磁极距的磁码盘，对应采用不同的传感器，也即，每一种磁极距对应一种传感器，从而能够测试检验1mm磁极矩以下的高存储密度码盘的磁性能。参照图2和图3，图2为通过高灵敏传感器探测的高信号写入密度磁编码器码盘输出的弦波波形示意图，图3为通过霍尔传感器探测的低信号写入密度磁编码器码盘输出的弦波波形示意图。
53.具体地，获取通过所述amr各向异性磁电阻和/或tmr巨磁电阻传感器探测所述码盘对应的原始磁性信号，进而将所述原始磁性信号转换为数字信号，并基于所述数字信号形成所述弦波信号波形，优选地，所述弦波信号波形为正弦波形。
54.步骤s20，计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值；
55.在本实施例中，需要说明的是，所述磁感应强度峰值包括n级磁感应强度峰值和s级磁感应强度峰值，其中，参照图2中在码盘磁性性能均匀的情况下，所述n级磁感应强度峰值与所述s级磁感应强度峰值相对称，所述误差值包括极差、方差和标准差的一种或多种。具体地，计算在预设周期内所述n级磁感应强度峰值之间的n级误差值，以及计算在预设周期内所述s级磁感应强度峰值之间的s级误差值，其中，所述预设周期为根据实际情况设定的，所述预设周期可为探测弦波信号波形中一整个周期，所述预设周期也可为将弦波信号波形中一整个周期按照预设比例周期进行划分得到，从而计算每一个预设比例周期的磁感应强度峰值之间的误差值，当存在一个预设比例周期的误差值小于预设误差阈值时，则说明所述码盘的磁性不均匀。
56.步骤s30，基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。
57.在本实施例中，需要说明的是，所述磁性性能为所述码盘磁性均匀性性能。具体地，分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较，若所述n级误差值和s级误差值均小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性均匀，若所述n级误差值不小于所述预设误差阈值或者所述s级误差值不小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性不均匀，其中，所述预设误差阈值的范围不大于1.5％，优选地，将所述预设误差阈值设置为1.5％。
58.本技术实施例通过上述方案，也即，获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性信号对应的弦信号波形，进而计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值，进一步地，基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。通过上述方案，实现了通过采用高灵敏传感器在高信号写入密度磁编码器的码盘表面进行探测，探
测出小磁极矩、高密度磁码盘或磁码尺的磁性能，通过对原始磁性信号的进行统计，根据波形中n和s极峰值磁感应强度峰值的误差值，即可分析磁码盘的磁性是否均匀一致，从而实现对小磁极矩、高密度磁码盘或磁码尺的性能检测，且控制方便，检测效率较高。
59.进一步地，参照图4，基于本技术中第一实施例，在本技术的另一实施例中，所上述步骤s30：基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能，具体包括：
60.步骤a10，分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较；
61.步骤a20，基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性，并基于所述磁性均匀性，确定所述码盘的磁性性能。
62.其中，所述基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性的步骤包括：
63.步骤a21，若基于所述比较结果，确定所述n级误差值和s级误差值均小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性均匀；
64.步骤a22，若基于所述比较结果，确定所述n级误差值不小于所述预设误差阈值或者所述s级误差值不小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性不均匀。
65.在本实施例中，具体地，分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较，若确定所述n级误差值和s级误差值均小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性均匀，若所述n级误差值不小于所述预设误差阈值或者所述s级误差值不小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性不均匀，参照图5(c)，可以看出码盘对应的弦波信号波形中一个磁极的磁感应强度峰值信号较弱，因此，可以判定码盘的磁性不均匀，参照图5(d)，可以看出码盘对应的弦波信号波形有多个磁极明显磁感应强度峰值信号较弱，整体有一个较大的缺口，因此，可以判定码盘的磁性不均匀。
66.本技术通过上述方案，也即，分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较，进而基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性，并基于所述磁性均匀性，确定所述码盘的磁性性能，实现了根据波形中n和s极峰值磁感应强度峰值的误差值，即可分析磁码盘的磁性是否均匀一致，从而实现对小磁极矩、高密度磁码盘或磁码尺的磁性性能检测。
67.参照图6，图6是本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备结构示意图。
68.如图6所示，该电子设备可以包括：处理器1001，例如cpu，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现处理器1001和存储器1005之间的连接通信。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储电子设备。
69.可选地，该电子设备还可以包括矩形用户接口、网络接口、相机、rf(radio frequency，射频)电路，传感器、音频电路、wifi模块等等。矩形用户接口可以包括显示屏(display)、输入子模块比如键盘(keyboard)，可选矩形用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可包括标准的有线接口、无线接口(如wifi接口)。
70.本领域技术人员可以理解，图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
71.如图6所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作装置、网络通信模块以及磁编码器码盘的性能检测程序。操作装置是管理和控制电子设备硬件和软件资源的程序，支持磁编码器码盘的性能检测程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模
块用于实现存储器1005内部各组件之间的通信，以及与磁编码器码盘的性能检测装置中其它硬件和软件之间通信。
72.在图6所示的电子设备中，处理器1001用于执行存储器1005中存储的磁编码器码盘的性能检测程序，实现上述任一项所述的磁编码器码盘的性能检测方法的步骤。
73.本技术电子设备具体实施方式与上述磁编码器码盘的性能检测方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
74.此外，请参照图7，图7是本技术磁编码器码盘的性能检测装置的功能模块示意图，本技术还提供一种磁编码器码盘的性能检测装置，所述磁编码器码盘的性能检测装置包括：
75.获取模块，用于获取所述高灵敏磁传感器探测到的原始磁性信号，并统计所述原始磁性信号对应的弦波信号波形；
76.计算模块，用于计算所述弦波信号波形中磁感应强度峰值之间的误差值；
77.确定模块，用于基于所述误差值，确定所述码盘的磁性性能。
78.可选地，所述计算模块还用于：
79.计算在预设周期内所述n级磁感应强度峰值之间的n级误差值，以及计算在预设周期内所述s级磁感应强度峰值之间的s级误差值，其中，所述误差值包括极差、方差和标准差的一种或多种。
80.可选地，所述确定模块还用于：
81.分别将所述n级误差值和s级误差值与预设误差阈值进行比较；
82.基于比较结果，分析所述码盘的磁性均匀性，并基于所述磁性均匀性，确定所述码盘的磁性性能。
83.可选地，所述确定模块还用于：
84.若所述n级误差值和s级误差值均小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性均匀；
85.若所述n级误差值不小于所述预设误差阈值或者所述s级误差值不小于所述预设误差阈值，则判定所述码盘的磁性不均匀。
86.可选地，所述磁编码器码盘的性能检测装置还用于：
87.将所述原始磁性信号转换为数字信号，并基于所述数字信号的波形校正为所述弦波信号波形。
88.本技术磁编码器码盘的性能检测装置的具体实施方式与上述磁编码器码盘的性能检测方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
89.本技术实施例提供了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，且所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于实现上述任一项所述的磁编码器码盘的性能检测方法的步骤。
90.本技术计算机可读存储介质具体实施方式与上述磁编码器码盘的性能检测方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
91.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利值，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术
领域，均同理包括在本技术的专利处理值内。