人物角位移传感器设计应用举例及原理探究
引言：柴油机电子调速器系统的高精度、高可靠性要求对角位移传感器性能提出了新的挑战。现有的电感差动式位移传感器在体积、励磁稳定性、零点处理和电路复杂性方面存在不足。本文旨在设计一种新型的角位移传感器，应用差动变压器原理，以提高电子调速器系统的控制精度。
电子调速器系统工作原理
柴油机电子调速系统由位移传感器、转速传感器和执行机构、PID控制模块、电位器以及压频转换电路模块等组成。外环通过给定的柴油机转速与检测到的转速进行比较，由外环PID进行控制调整，其输出为喷油泵齿条位置的给定值信号，送给内环PI控制模块。内环根据外环给定信号与实际位置信号的差值进行控制，通过执行机构对齿条位置进行调整。
角位移传感器设计
2.1 结构设计
本文采用差动变压器原理设计了角位移传感元件，其线圈组合及其圆盘示意图如图所示。线圈组合由初级线圈和两个对称次级线圈、底座和骨架等构成。偏心圆盘固定在轴上，与中间位置时两次磁场强度相同。当偏心圆盘随着轴转动而移动时，一侧磁场强度大于另一侧，从而改变输出信号。
2.2 信号调理电路设计
为了解决零点误差、漂移及迟滞问题，本文以AD598为核心，设计了角位运输测量元件之间接触情况变化产生不同相向方向磁通流，它们共同作用于一个共享铁芯内部形成最终得出的输出信号。在AD598中，输入激励电压信号；两反向连接次级线圈端口分别与AD598输出端口相连，产生输出电压信号。此外，本文还包含有三大电路模块：滤波保护电路模块，对输入噪声进行滤波；正负向调整网络，可调整出力大小与对称性；放大补偿网络，对出力大小进行放大并进一步过滤。
3 实验验证
3．1 参数匹配实验
通过改变参数匹配实验，最终得到最佳配合参数：当角位运输测量元件处于最大负方向时，为-5V；输入0V，对应柴油机0r/min且-32°；当处于最大正方向时，为5V；输入5V，对应3000r/min且+32°。
4 内环实验结果显示，在-5～5V范围内呈线性变化，有助于提升整体响应速度至0.20s，并保证重复性的误差小于2％。
总结：
本文基于柴油机电子调速需求，不仅实现了自适应PID算法，但也提出了一种新型的角位运输测量元件，该元件结合了高集成化技术，并采用独特结构来优化其性能，使得整个设备更加紧凑且高效。这项技术对于提高电子调节系统性能具有重要意义，并展现出广泛工程应用潜力。