本发明涉及机械控制技术领域，尤其涉及一种旋转件位置感应装置，包括传感器感应板、传感器主控板、旋转件及连接件。
背景技术：
在机械控制技术领域，为了对旋转件进行位置及速度的精确控制，往往需要知道旋转件的位置和速度信息。
目前机械上常用的位置传感器有光电传感器、霍尔传感器、旋转变压器等。其中的光电传感器，因其高精度、便于调整、对检测物品的限制小等特点，在各类自动化设备中广泛应用。但其抗震性差、加工工艺复杂、制造成本高、整体体积较大、容易受环境因素影响的缺点也尤为明显。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种结构简单、小型化，不受环境因素影响的旋转件位置感应装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种旋转件位置感应装置，包括传感器感应板、传感器主控板、旋转件及连接件，所述传感器感应板置于所述旋转件侧面且相间有间隙，所述传感器主控板、传感器感应板之间有间隙并通过所述连接件连接固定，所述传感器感应板内设有环形印刷线路并通入基波信号，所述传感器主控板内设有依次连接的信号收集、放大及计算比较电路，当所述旋转件旋转时，通过所述传感器感应板内的环形印刷线路的基波信号引发感应信号产生感应电压并经所述传感器主控板收集、放大及计算比较得出所述旋转件的位置及速度信息。
所述传感器感应板，包括基波层及感应层，所述基波层、感应层均由绝缘材料制成并分别设有由印刷线路制作而成的基波线圈、感应线圈，所述基波层、感应层叠放在一起固定连接，所述基波线圈、感应线圈由所述感应层分隔，通过基波线圈、感应线圈产生的感应电压达到检测旋转件的位置及速度信息目的。
所述感应线圈数量至少1个，可根据检测位置的需要而设置具体数量。
所述感应层数量设置至少1块并可根据实际检测需要进行设定具体数量。
所述基波层中央设有通孔构成环形带，其上的所述基波线圈为同心发散形圆环，分设有首端和末端，所述首端设在所述通孔边缘附近，所述末端设在所述环形带外侧，所述环形带外侧另设置有固定连接使用的第一定位安装通孔。
所述第一定位安装通孔至少2个。
所述感应层中央设有通孔构成环形带，其上的所述感应线圈为同心发散形圆环，分设有首端和末端，所述首端设在所述环形带中央附近，所述末端设在所述环形带外侧，所述感应层外侧另设置有固定连接使用的第二定位安装通孔与所述第一定位安装通孔相对应。
所述传感器主控板由绝缘材料制成，呈圆环状，包括主控板信号输出部分及主控板信号收集部分，所述主控板信号输出部分包括初始信号输入输出电路、基波运算放大电路及感应电压运算放大电路，所述初始信号输入输出电路通过通电线圈感应将初始信号输入到所述基波运算放大电路及所述感应电压运算放大电路进行信号放大，所述主控板信号收集部分包括信号比较计算电路，通过将从所述主控板信号输出部分输入的放大信号进行信号比较计算达到检测旋转件的位置及速度信息目的。
所述初始信号输入输出电路包括基波线圈电路及相位感应线圈电路，所述基波线圈电路设有第六金属膜固定电阻及基波线圈，所述金属膜固定电阻与所述基波线圈串联，所述基波线圈设在配套使用的传感器感应板上的基波层上，所述相位感应线圈电路包括相位感应线圈，所述相位感应线圈设在配套使用的传感器感应板上的感应层上。
所述基波运算放大电路包括第一运算放大器、第四至第八贴片电容、第七至第十四金属膜固定电阻，所述第七、第八金属膜固定电阻串联后接入所述第一运算放大器第4号管脚，所述第七金属膜固定电阻另一端接入基波线圈的hjn输出端；所述第九、第十金属膜固定电阻串联后与所述第十一金属膜固定电阻、第十二金属膜固定电阻、第五贴片电容一端连接后再接入所述第一运算放大器第3号管脚，所述第九金属膜固定电阻另一端接入基波线圈的hjp输出端，所述第十一金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第十二金属膜固定电阻另一端与所述第五贴片电容另一端连接后接地；所述第四贴片电容一端与所述第七、第八金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第九、第十金属膜固定电阻之间连线连接；所述第一运算放大器第2号管脚接地，所述第一运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第七贴片电容一端，所述第七贴片电容另一端接地；所述第六贴片电容与所述第十三金属膜固定电阻并联后一端连接所述第一运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第一运算放大器的第1号管脚，所述第一运算放大器的第1号管脚同时与所述第十四金属膜固定电阻一端相连，所述第十四金属膜固定电阻另一端与所述第八贴片电容一端连接后经输出端j输出，所述第八贴片电容另一端接地。
所述感应电压运算放大电路分为u相感应电压运算放大电路、v相感应电压运算放大电路及w相感应电压运算放大电路；
所述u相感应电压运算放大电路包括第二运算放大器、第九至第十三贴片电容、第十五至第二十二金属膜固定电阻，所述第十五、第十六金属膜固定电阻串联后接入所述第二运算放大器第4号管脚，所述第十五金属膜固定电阻另一端接入u相位感应线圈的hun输出端；所述第十七、第十八金属膜固定电阻串联后与所述第十九金属膜固定电阻、第二十金属膜固定电阻、第十贴片电容一端连接后再接入所述第二运算放大器第3号管脚，所述第十七金属膜固定电阻另一端接入u相位感应线圈的hup输出端，所述第十九金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第二十金属膜固定电阻另一端与所述第十贴片电容另一端连接后接地；所述第九贴片电容一端与所述第十五、第十六金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第十七、第十八金属膜固定电阻之间连线连接；所述第二运算放大器第2号管脚接地，所述第二运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第十二贴片电容一端，所述第十二贴片电容另一端接地；所述第十一贴片电容与所述第二十一金属膜固定电阻并联后一端连接所述第二运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第二运算放大器的第1号管脚，所述第二运算放大器的第1号管脚同时与所述第二十二金属膜固定电阻一端相连，所述第二十二金属膜固定电阻另一端与所述第十三贴片电容一端连接后经输出端u输出，所述第十三贴片电容另一端接地。
所述v相感应电压运算放大电路包括第三运算放大器、第十四至第十八贴片电容、第二十三至第三十金属膜固定电阻，所述第二十三、第二十四金属膜固定电阻串联后接入所述第三运算放大器第4号管脚，所述第二十三金属膜固定电阻另一端接入v相位感应线圈的hvn输出端；所述第二十五、第二十六金属膜固定电阻串联后与所述第二十七金属膜固定电阻、第二十八金属膜固定电阻、第十五贴片电容一端连接后再接入所述第三运算放大器第3号管脚，所述第二十五金属膜固定电阻另一端接入v相位感应线圈的hvp输出端，所述第二十七金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第二十八金属膜固定电阻另一端与所述第十五贴片电容另一端连接后接地；所述第十四贴片电容一端与所述第二十三、第二十四金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第二十五、第二十六金属膜固定电阻之间连线连接；所述第三运算放大器第2号管脚接地，所述第三运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第十七贴片电容一端，所述第十七贴片电容另一端接地；所述第十六贴片电容与所述第二十九金属膜固定电阻并联后一端连接所述第三运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第三运算放大器的第1号管脚，所述第三运算放大器的第1号管脚同时与所述第三十金属膜固定电阻一端相连，所述第三十金属膜固定电阻另一端与所述第十八贴片电容一端连接后经输出端v输出，所述第十八贴片电容另一端接地。
所述w相感应电压运算放大电路包括第四运算放大器、第十九至第二十三贴片电容、第三十一至第三十八金属膜固定电阻，所述第三十一、第三十二金属膜固定电阻串联后接入所述第四运算放大器第4号管脚，所述第三十一金属膜固定电阻另一端接入w相位感应线圈的hwn输出端；所述第三十三、第三十四金属膜固定电阻串联后与所述第三十五金属膜固定电阻、第三十六金属膜固定电阻、第二十贴片电容一端连接后再接入所述第四运算放大器第3号管脚，所述第三十三金属膜固定电阻另一端接入w相位感应线圈的hwjp输出端，所述第三十五金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第三十六金属膜固定电阻另一端与所述第二十贴片电容另一端连接后接地；所述第十九贴片电容一端与所述第三十一、第三十二金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第三十三、第三十四金属膜固定电阻之间连线连接；所述第四运算放大器第2号管脚接地，所述第四运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第二十二贴片电容一端，所述第二十二贴片电容另一端接地；所述第二十一贴片电容与所述第三十七金属膜固定电阻并联后一端连接所述第四运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第四运算放大器的第1号管脚，所述第四运算放大器的第1号管脚同时与所述第三十八金属膜固定电阻一端相连，所述第三十八金属膜固定电阻另一端与所述第二十三贴片电容一端连接后经输出端w输出，所述第二十三贴片电容另一端接地。
所述信号比较计算电路包括微控制器、单管二极管、第一至第五金属膜固定电阻及第一至第三贴片电容，所述微控制器的第8至第11管脚分别与所述基波运算放大电路j输出端、u相感应电压运算放大电路u输出端、v相感应电压运算放大电路v输出端、w相感应电压运算放大电路w输出端对应连接输入信号，经第30管脚输出u相信号，经第28管脚输出v相信号，经第27管脚输出w相信号；所述第一金属膜固定电阻与所述第二贴片电容串联后与所述单管二极管并联且一端接地，另一端输入正向电压并接入所述微控制器的第1号管脚，所述第一贴片电容一端与所述微控制器的第1号管脚连接，另一端与所述微控制器的第32号管脚连接，所述微控制器的第32号管脚同时接地；所述微控制器的第5号管脚接入正向电压；所述微控制器的第16号管脚、第17号管脚分别连接所述第三贴片电容两端，所述微控制器的第16号管脚接地，所述微控制器的第17号管脚输入正向电压；所述微控制器的第23号管脚连接所第二金属膜固定电阻，所述第二金属膜固定电阻另一端连接微控制器输出端的swdio端口，所述微控制器的第24号管脚连接所第三金属膜固定电阻，所述第三金属膜固定电阻另一端连接微控制器输出端的swclk端口，所述微控制器的第31号管脚连接所第四金属膜固定电阻，所述第四金属膜固定电阻另一端接地；微控制器的输出端第3输出口连接第五金属膜固定电阻后与输出端第2输出口一起接地，微控制器的输出端第4输出口输入正向电压。
与现有技术相比，本发明结构简单、体积小，安装简便，对环境的依赖小。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为传感器感应板结构分解示意图；
图3为基波层结构示意图；
图4为感应层结构示意图；
图5为传感器主控板结构示意图；
图6为本发明工作原理示意图；
图7为基波线圈波形图；
图8为相位感应线圈波形图；
图9为基波线圈电路；
图10为u相位感应线圈电路；
图11为v相位感应线圈电路；
图12为w相位感应线圈电路；
图13为基波运算放大电路；
图14为u相感应电压运算放大电路；
图15为v相感应电压运算放大电路；
图16为w相感应电压运算放大电路；
图17为信号比较计算电路；
图18为微控制器输出端口示意图；
图19为本发明工作过程示意框图；
图20为传感器主控板输入输出端口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
实施例：
图1示出了一种旋转件位置感应装置，包括传感器感应板1、传感器主控板2、旋转件3及连接件4，传感器感应板1置于旋转件3侧面且相间有间隙，传感器主控板2、传感器感应板1之间有间隙并通过连接件4连接固定，传感器感应板1内设有环形印刷线路并通入基波信号，传感器主控板2内设有依次连接的信号收集、放大及计算比较电路，当旋转件3旋转时，通过传感器感应板1内的环形印刷线路的基波信号引发感应信号产生感应电压并经传感器主控板2收集、放大及计算对比得出旋转件3的位置及速度信息。
如图2所示传感器感应板1，包括基波层11及感应层12，基波层11、感应层12均由绝缘材料制成并分别设有由印刷线路制作而成的基波线圈111、感应线圈121，基波层11、感应层12叠放在一起固定连接，基波线圈111、感应线圈121由感应层12分隔，通过基波线圈111、感应线圈121产生的感应电压达到检测旋转件的位置及速度信息目的。
感应线圈121数量至少1个，可根据检测位置的需要而设置具体数量。
感应层12数量设置至少1块并可根据实际检测需要进行设定具体数量。
如图3所示，基波层11中央设有通孔构成环形带，其上的基波线圈111为同心发散形圆环，分设有首端和末端，首端设在通孔边缘附近，末端设在环形带外侧，环形带外侧另设置有固定连接使用的第一定位安装通孔112。优选地，基波线圈111为线宽为0.15毫米，线间距为0.15毫米，线圈数量为50圈的印刷线圈。
第一定位安装通孔112至少2个以确保连接固定效果。
如图4所示，感应层12中央设有通孔构成环形带，其上的感应线圈121为同心发散形圆环，分设有首端和末端，首端设在环形带中央附近，末端设在环形带外侧，感应层12外侧另设置有固定连接使用的第二定位安装通孔122与第一定位安装通孔112相对应。优选地，感应线圈121为线宽为0.15毫米，线间距为0.15毫米，线圈数量为20圈的印刷线圈。
如图5所示传感器主控板2由绝缘材料制成呈圆环形内设有主控板信号输出部分21及主控板信号收集部分22，主控板信号输出部分21包括初始信号输入输出电路、基波运算放大电路及感应电压运算放大电路，初始信号输入输出电路通过通电线圈感应将初始信号输入到基波运算放大电路及感应电压运算放大电路进行信号放大，主控板信号收集部分22包括信号比较计算电路，通过将从主控板信号输出部分21输入的放大信号进行信号比较计算达到检测旋转件3的位置及速度信息目的。
如图6所示，主控板信号输出部分21中的初始信号经输入输出电路输入旋转件3左侧的基准信号得到图7所示的基波图形，经图6所示的旋转件3右侧的相位通电线圈感应得到图8所示的相位感应波图形。
初始信号输入输出电路包括基波线圈电路及相位感应线圈电路，如图9所示，基波线圈电路设有第六金属膜固定电阻r6及基波线圈coil1，第六金属膜固定电阻r6与基波线圈coil1串联，基波线圈coil1设在配套使用的传感器感应板1上的基波层上，相位感应线圈电路包括相位感应线圈coil2至coil4，如图10至图12所示，相位感应线圈coil2至coil4设在配套使用的传感器感应板1上的感应层上。优选地，第六金属膜固定电阻r6型号参数为200r/2w。
如图13所示，基波运算放大电路包括第一运算放大器u2、第四贴片电容c4至第八贴片电容c8、第七金属膜固定电阻r7至第十四金属膜固定电阻r14，第七金属膜固定电阻r7、第八金属膜固定电阻r8串联后接入第一运算放大器u2第4号管脚，第七金属膜固定电阻r7另一端接入基波线圈coil1的hjn输出端；第九金属膜固定电阻r9、第十金属膜固定电阻r10串联后与第十一金属膜固定电阻r11、第十二金属膜固定电阻r12、第五贴片电容c5一端连接后再接入第一运算放大器u2第3号管脚，第九金属膜固定电阻r9另一端接入基波线圈coil1的hjp输出端，第十一金属膜固定电阻r11另一端输入正向电压3.3v，第十二金属膜固定电阻r12另一端与第五贴片电容c5另一端连接后接地；第四贴片电容c4一端与第七金属膜固定电阻r7、第八金属膜固定电阻r8之间连线连接，另一端与第九金属膜固定电阻r9、第十金属膜固定电阻r10之间连线连接；第一运算放大器u2第2号管脚接地，第一运算放大器u2第5号管脚接入正向电压3.3v，在接入正向电压前接入第七贴片电容c7一端，第七贴片电容c7另一端接地；第六贴片电容c6与第十三金属膜固定电阻r13并联后一端连接第一运算放大器u2的第4号管脚，另一端连接第一运算放大器u2的第1号管脚，第一运算放大器u2的第1号管脚同时与第十四金属膜固定电阻r14一端相连，第十四金属膜固定电阻r14另一端与第八贴片电容c8一端连接后经输出端j输出，第八贴片电容c8另一端接地。优选地，第一运算放大器u2型号参数为tsv911ilt，第四贴片电容c4、第八贴片电容c8型号参数为101j/50v/x7r，第五贴片电容c5、第六贴片电容c6型号参数为150j/50v/x7r，第7贴片电容c7型号参数为104k/50v/x7r；第七金属膜固定电阻r7、第九金属膜固定电阻r9、第十四金属膜固定电阻r14型号参数为100r－f/0.1w，第八金属膜固定电阻r8、第十金属膜固定电阻r10型号参数为3.9k－f/0.1w，第十一金属膜固定电阻r11、第十二金属膜固定电阻r12型号参数为20k－f/0.1w，第十三金属膜固定电阻r13型号参数为10k－f/0.1w；
感应电压运算放大电路分为u相感应电压运算放大电路、v相感应电压运算放大电路及w相感应电压运算放大电路；
如图14所示，u相感应电压运算放大电路，包括第二运算放大器u3、第九贴片电容c9至第十三贴片电容c13、第十五金属膜固定电阻r15至第二十二金属膜固定电阻r20，第十五金属膜固定电阻r15、第十六金属膜固定电阻r16串联后接入第二运算放大器u3第4号管脚，第十五金属膜固定电阻r15另一端接入u相相位感应线圈coil2的hun输出端；第十七金属膜固定电阻r17、第十八金属膜固定电阻r18串联后与第十九金属膜固定电阻r19、第二十金属膜固定电阻r22、第十贴片电容c10一端连接后再接入第二运算放大器u3第3号管脚，第十七金属膜固定电阻r17另一端接入u相相位感应线圈coil2的hup输出端，第十九金属膜固定电阻r19另一端输入正向电压3.3v，第二十金属膜固定电阻r20另一端与第十贴片电容c10另一端连接后接地；第九贴片电容c9一端与第十五金属膜固定电阻r15、第十六金属膜固定电阻r16之间连线连接，另一端与第十七金属膜固定电阻r17、第十八金属膜固定电阻r18之间连线连接；第二运算放大器u3第2号管脚接地，第二运算放大器u3第5号管脚接入正向电压3.3v，在接入正向电压前接入第十二贴片电容c12一端，第十二贴片电容c12另一端接地；第十一贴片电容c11与第二十一金属膜固定电阻r21并联后一端连接第二运算放大器u3的第4号管脚，另一端连接第二运算放大器u3的第1号管脚，第二运算放大器u3的第1号管脚同时与第二十二金属膜固定电阻r22一端相连，第二十二金属膜固定电阻r22另一端与第十三贴片电容c13一端连接后经输出端u输出，第十三贴片电容c13另一端接地。优选地，第二运算放大器u3型号参数为tsv911ilt，第九贴片电容c9、第十三贴片电容c13型号参数为101j/50v/x7r，第十贴片电容c10、第十一贴片电容c11型号参数为150j/50v/x7r，第十二贴片电容c12型号参数为104k/50v/x7r；第十五金属膜固定电阻r15、第十七金属膜固定电阻r17、第二十二金属膜固定电阻r22型号参数为100r－f/0.1w，第十六金属膜固定电阻r16、第十八金属膜固定电阻r18型号参数为3.9k－f/0.1w，第十九金属膜固定电阻r19、第二十金属膜固定电阻r20型号参数为20k－f/0.1w，第二十一金属膜固定电阻r21型号参数为10k－f/0.1w。
如图15所示，v相感应电压运算放大电路包括第三运算放大器u4、第十四贴片电容c14至第十八贴片电容c18、第二十三金属膜固定电阻r23至第三十金属膜固定电阻r30，第二十三金属膜固定电阻r23、第二十四金属膜固定电阻r24串联后接入第三运算放大器u4第4号管脚，第二十三金属膜固定电阻r23另一端接入v相相位感应线圈coil3的hvn输出端；第二十五金属膜固定电阻r25、第二十六金属膜固定电阻r26串联后与第二十七金属膜固定电阻r27、第二十八金属膜固定电阻r28、第十五贴片电容c15一端连接后再接入第三运算放大器u4第3号管脚，第二十五金属膜固定电阻r25另一端接入v相位感应线圈coil3的hvp输出端，第二十七金属膜固定电阻r27另一端输入正向电压3.3v，第二十八金属膜固定电阻r28另一端与第十五贴片电容c15另一端连接后接地；第十四贴片电容c14一端与第二十三金属膜固定电阻r23、第二十四金属膜固定电阻r24之间连线连接，另一端与第二十五金属膜固定电阻r25、第二十六金属膜固定电阻r26之间连线连接；第三运算放大器u4第2号管脚接地，第三运算放大器u4第5号管脚接入正向电压3.3v，在接入正向电压前接入第十七贴片电容c17一端，第十七贴片电容c17另一端接地；第十六贴片电容c16与第二十九金属膜固定电阻r29并联后一端连接第三运算放大器u4的第4号管脚，另一端连接第三运算放大器u4的第1号管脚，第三运算放大器u4的第1号管脚同时与第三十金属膜固定电阻r30一端相连，第三十金属膜固定电阻r30另一端与第十八贴片电容c18一端连接后经输出端v输出，第十八贴片电容c18另一端接地。优选地，第三运算放大器u4型号参数为tsv911ilt，第十四贴片电容c14、第十八贴片电容c18型号参数为101j/50v/x7r，第十五贴片电容c15、第十六贴片电容c16型号参数为150j/50v/x7r，第十七贴片电容c17型号参数为104k/50v/x7r；第二十三金属膜固定电阻r23、第二十五金属膜固定电阻r25、第三十金属膜固定电阻r30型号参数为100r－f/0.1w，第二十四金属膜固定电阻r24、第二十六金属膜固定电阻r26型号参数为3.9k－f/0.1w，第二十七金属膜固定电阻r27、第二十八金属膜固定电阻r28型号参数为20k－f/0.1w，第二十九金属膜固定电阻r29型号参数为10k－f/0.1w；
如图16所示，w相感应电压运算放大电路包括第四运算放大器u5、第十九贴片电容c19至第二十三贴片电容c23、第三十一金属膜固定电阻r31至第三十八金属膜固定电阻r38，第三十一金属膜固定电阻r31、第三十二金属膜固定电阻r32串联后接入第四运算放大器u5第4号管脚，第三十一金属膜固定电阻r31另一端接入w相位感应线圈coil4的hwn输出端；第三十三金属膜固定电阻r33、第三十四金属膜固定电阻r34串联后与第三十五金属膜固定电阻r35、第三十六金属膜固定电阻r36、第二十贴片电容c2一端连接后再接入第四运算放大器u5第3号管脚，第三十三金属膜固定电阻r33另一端接入w相位感应线圈coil4的hwjp输出端，第三十五金属膜固定电阻r35另一端输入正向电压3.3v，第三十六金属膜固定电阻r36另一端与第二十贴片电容c20另一端连接后接地；第十九贴片电容c19一端与第三十一金属膜固定电阻r31、第三十二金属膜固定电阻r32之间连线连接，另一端与第三十三金属膜固定电阻r33、第三十四金属膜固定电阻r34之间连线连接；第四运算放大器u5第2号管脚接地，第四运算放大器u5第5号管脚接入正向电压3.3v，在接入正向电压前接入第二十二贴片电容c22一端，第二十二贴片电容c22另一端接地；第二十一贴片电容c21与第三十七金属膜固定电阻r37并联后一端连接第四运算放大器u5的第4号管脚，另一端连接第四运算放大器u5的第1号管脚，第四运算放大器u5的第1号管脚同时与第三十八金属膜固定电阻r38一端相连，第三十八金属膜固定电阻r38另一端与第二十三贴片电容c23一端连接后经输出端w输出，第二十三贴片电容c23另一端接地。优选地，第四运算放大器u5型号参数为tsv911ilt，第十九贴片电容c19、第二十三贴片电容c23型号参数为101j/50v/x7r，第二十贴片电容c20、第二十一贴片电容c21型号参数为150j/50v/x7r，第二十二贴片电容c22型号参数为104k/50v/x7r；第三十一金属膜固定电阻r31、第三十三金属膜固定电阻r33、第三十八金属膜固定电阻r38型号参数为100r－f/0.1w，第三十二金属膜固定电阻r32、第三十四金属膜固定电阻r34型号参数为3.9k－f/0.1w，第三十五金属膜固定电阻r35、第三十六金属膜固定电阻r36型号参数为20k－f/0.1w，第三十七金属膜固定电阻r37型号参数为10k－f/0.1w；
如图17所示，信号比较计算电路包括微控制器u1、单管二极管zd1、第一金属膜固定电阻r1至第五金属膜固定电阻r5及第一贴片电容c1至第三贴片电容c3，微控制器u1的第8至第11管脚分别与基波运算放大电路j输出端、u相感应电压运算放大电路u输出端、v相感应电压运算放大电路v输出端、w相感应电压运算放大电路w输出端对应连接输入信号，经第30管脚输出u相信号，经第28管脚输出v相信号，经第27管脚输出w相信号；第一金属膜固定电阻r1与第二贴片电容c2串联后与单管二极管zd1并联且一端接地，另一端输入正向电压3.3v并接入微控制器u1的第1号管脚，第一贴片电容c1一端与微控制器u1的第1号管脚连接，另一端与微控制器u1的第32号管脚连接，微控制器u1的第32号管脚同时接地；微控制器u1的第5号管脚接入正向电压3.3v；微控制器u1的第16号管脚、第17号管脚分别连接第三贴片电容c3两端，微控制器u1的第16号管脚接地，微控制器u1的第17号管脚输入正向电压3.3v；微控制器u1的第23号管脚连接所第二金属膜固定电阻r2，第二金属膜固定电阻r2另一端连接微控制器u1输出端的swdio端口，如图18所示；微控制器u1的第24号管脚连接所第三金属膜固定电阻r3，第三金属膜固定电阻r3另一端连接微控制器u1输出端的swclk端口，如图18所示；微控制器u1的第31号管脚连接所第四金属膜固定电阻r4，第四金属膜固定电阻r4另一端接地；微控制器的输出端第3输出口连接第五金属膜固定电阻r5后与输出端第2输出口一起接地，微控制器的输出端第4输出口输入正向电压3.3v。优选地，微控制器u1型号参数为stm32f031k6t7，单管二极管zd1型号参数为kdz3.6b，第一金属膜固定电阻r1型号参数为10k－f/0.1w，第二金属膜固定电阻r2、第三金属膜固定电阻r3型号参数为100r－f/0.1w，第四金属膜固定电阻r4型号参数为1k－f/0.1w，第五金属膜固定电阻r5型号参数为4.7k－f/0.1w，第一贴片电容c1型号参数为225k/50v/x7r，第二贴片电容c2、第三贴片电容c3型号参数为104k/50v/x7r，第四贴片电容c4型号参数为101j/50v/x7r。
本发明的工作过程：
如图1、图19所示，传感器主控板2与传感器感应板1配合使用用来测定旋转件3的旋转位置和速度信息，传感器主控板2与传感器感应板1贴合固定并安装在旋转件3轴向端面并与旋转件3轴向端面有一定间隙，基波线圈coil1及相位感应线圈coil2至coil4分别单独和传感器主控板2上初始信号输入输出电路连接，初始信号输入输出电路信号输入信号比较计算电路。在基波线圈coil1输入10v/100khz的正弦信号，基波线圈coil1及相位感应线圈coil2至coil4分别感应出感应电压，当旋转件3转动时，旋转件3会改变基波线圈coil1、相位感应线圈coil2至coil4周围的磁场，基波线圈coil1、相位感应线圈coil2至coil4感应电压幅值、相位将随感应之变化，基波及相位信号经过运算放大器放大后由传感器主控板2上的信号比较计算电路采集，并由信号比较计算电路分别将基波线圈coil1与相位感应线圈coil2至coil4上的感应电压的幅值、相位进行比较，根据比较计算进行比较信号处理得出旋转件3的位置及速度信息。具体地，如图20所示，传感器主控板2具有的连接端口对应接入图9所示的基波线圈电路，并且当旋转件3旋转时产出感应信号输出如图10、8、9所示，感应信号输入图13至图16所示的基波运算放大电路、u相感应电压运算放大电路、v相感应电压运算放大电路、w相感应电压运算放大电路，基波信号经第一运算放大器u2放大后经1号管脚接入图17所示的微控制器u1的8号管脚；u相信号经第二运算放大器u3放大后经1号管脚接入图17所示的微控制器u1的9号管脚；v相信号经第三运算放大器u4放大后经1号管脚接入图17所示的微控制器u1的10号管脚；w相信号经第四运算放大器u5放大后经1号管脚接入图17所示的微控制器u1的11号管脚；上述u、v、w相信号再由微控制器u1计算分别从微控制器u1的30号、28号、27号管脚输出。信号比较计算电路分别将基波与相位感应线圈上的感应电压的幅值、相位如图7、图8所示，进行比较，根据比较计算进行比较信号处理得出旋转件的位置及速度信息。
与现有技术相比，本发明结构简单、体积小，安装简便，对环境的依赖小。
以上结合附图及实施例对本发明的实施方式做出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，对这些实施方式进行各种变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
1.一种旋转件位置感应装置，其特征在于，包括传感器感应板、传感器主控板、旋转件及连接件，所述传感器感应板置于所述旋转件侧面且相间有间隙，所述传感器主控板、传感器感应板之间有间隙并通过所述连接件连接固定，所述传感器感应板内设有环形印刷线路并通入基波信号，所述传感器主控板内设有依次连接的信号收集、放大及计算比较电路，当所述旋转件旋转时，通过所述传感器感应板内的环形印刷线路的基波信号引发感应信号产生感应电压并经所述传感器主控板收集、放大及计算比较得出所述旋转件的位置及速度信息。
2.根据权利要求1所述的旋转件位置感应装置，其特征在于，所述传感器感应板，包括基波层及感应层，所述基波层、感应层均由绝缘材料制成并分别设有由印刷线路制作而成的基波线圈、感应线圈，所述基波层、感应层叠放在一起固定连接，所述基波线圈、感应线圈由所述感应层分隔。
3.根据权利要求2所述的旋转件位置传感器感应板，其特征在于，所述基波层中央设有通孔构成环形带，其上的所述基波线圈为同心发散形圆环，分设有首端和末端，所述首端设在所述通孔边缘附近，所述末端设在所述环形带外侧，所述环形带外侧另设置有固定连接使用的第一定位安装通孔；所述感应层中央设有通孔构成环形带，其上的所述感应线圈为同心发散形圆环，分设有首端和末端，所述首端设在所述环形带中央附近，所述末端设在所述环形带外侧，所述感应层外侧另设置有固定连接使用的第二定位安装通孔与所述第一定位安装通孔相对应。
4.根据权利要求1所述的旋转件位置感应装置，其特征在于，所述传感器主控板由绝缘材料制成，呈圆环状，包括主控板信号输出部分及主控板信号收集部分，所述主控板信号输出部分包括初始信号输入输出电路、基波运算放大电路及感应电压运算放大电路，所述初始信号输入输出电路通过通电线圈感应将初始信号输入到所述基波运算放大电路及所述感应电压运算放大电路进行信号放大，所述主控板信号收集部分包括信号比较计算电路，通过将从所述主控板信号输出部分输入的放大信号进行信号比较计算。
5.根据权利要求4所述的旋转件位置感应装置，其特征在于，所述初始信号输入输出电路包括基波线圈电路及相位感应线圈电路，所述基波线圈电路设有第六金属膜固定电阻及基波线圈，所述金属膜固定电阻与所述基波线圈串联，所述基波线圈设在配套使用的传感器感应板上的基波层上，所述相位感应线圈电路包括相位感应线圈，所述相位感应线圈设在配套使用的传感器感应板上的感应层上。
6.根据权利要求4所述的旋转件位置感应装置，其特征在于，所述基波运算放大电路包括第一运算放大器、第四至第八贴片电容、第七至第十四金属膜固定电阻，所述第七、第八金属膜固定电阻串联后接入所述第一运算放大器第4号管脚，所述第七金属膜固定电阻另一端接入基波线圈的hjn输出端；所述第九、第十金属膜固定电阻串联后与所述第十一金属膜固定电阻、第十二金属膜固定电阻、第五贴片电容一端连接后再接入所述第一运算放大器第3号管脚，所述第九金属膜固定电阻另一端接入基波线圈的hjp输出端，所述第十一金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第十二金属膜固定电阻另一端与所述第五贴片电容另一端连接后接地；所述第四贴片电容一端与所述第七、第八金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第九、第十金属膜固定电阻之间连线连接；所述第一运算放大器第2号管脚接地，所述第一运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第七贴片电容一端，所述第七贴片电容另一端接地；所述第六贴片电容与所述第十三金属膜固定电阻并联后一端连接所述第一运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第一运算放大器的第1号管脚，所述第一运算放大器的第1号管脚同时与所述第十四金属膜固定电阻一端相连，所述第十四金属膜固定电阻另一端与所述第八贴片电容一端连接后经输出端j输出，所述第八贴片电容另一端接地。
7.根据权利要求4所述的旋转件位置感应装置，其特征在于，所述感应电压运算放大电路分为u相感应电压运算放大电路、v相感应电压运算放大电路及w相感应电压运算放大电路。
8.根据权利要求7所述的旋转件位置感应装置，其特征在于：
所述u相感应电压运算放大电路包括第二运算放大器、第九至第十三贴片电容、第十五至第二十二金属膜固定电阻，所述第十五、第十六金属膜固定电阻串联后接入所述第二运算放大器第4号管脚，所述第十五金属膜固定电阻另一端接入u相位感应线圈的hun输出端；所述第十七、第十八金属膜固定电阻串联后与所述第十九金属膜固定电阻、第二十金属膜固定电阻、第十贴片电容一端连接后再接入所述第二运算放大器第3号管脚，所述第十七金属膜固定电阻另一端接入u相位感应线圈的hup输出端，所述第十九金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第二十金属膜固定电阻另一端与所述第十贴片电容另一端连接后接地；所述第九贴片电容一端与所述第十五、第十六金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第十七、第十八金属膜固定电阻之间连线连接；所述第二运算放大器第2号管脚接地，所述第二运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第十二贴片电容一端，所述第十二贴片电容另一端接地；所述第十一贴片电容与所述第二十一金属膜固定电阻并联后一端连接所述第二运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第二运算放大器的第1号管脚，所述第二运算放大器的第1号管脚同时与所述第二十二金属膜固定电阻一端相连，所述第二十二金属膜固定电阻另一端与所述第十三贴片电容一端连接后经输出端u输出，所述第十三贴片电容另一端接地；
所述v相感应电压运算放大电路包括第三运算放大器、第十四至第十八贴片电容、第二十三至第三十金属膜固定电阻，所述第二十三、第二十四金属膜固定电阻串联后接入所述第三运算放大器第4号管脚，所述第二十三金属膜固定电阻另一端接入v相位感应线圈的hvn输出端；所述第二十五、第二十六金属膜固定电阻串联后与所述第二十七金属膜固定电阻、第二十八金属膜固定电阻、第十五贴片电容一端连接后再接入所述第三运算放大器第3号管脚，所述第二十五金属膜固定电阻另一端接入v相位感应线圈的hvp输出端，所述第二十七金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第二十八金属膜固定电阻另一端与所述第十五贴片电容另一端连接后接地；所述第十四贴片电容一端与所述第二十三、第二十四金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第二十五、第二十六金属膜固定电阻之间连线连接；所述第三运算放大器第2号管脚接地，所述第三运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第十七贴片电容一端，所述第十七贴片电容另一端接地；所述第十六贴片电容与所述第二十九金属膜固定电阻并联后一端连接所述第三运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第三运算放大器的第1号管脚，所述第三运算放大器的第1号管脚同时与所述第三十金属膜固定电阻一端相连，所述第三十金属膜固定电阻另一端与所述第十八贴片电容一端连接后经输出端v输出，所述第十八贴片电容另一端接地。
所述w相感应电压运算放大电路包括第四运算放大器、第十九至第二十三贴片电容、第三十一至第三十八金属膜固定电阻，所述第三十一、第三十二金属膜固定电阻串联后接入所述第四运算放大器第4号管脚，所述第三十一金属膜固定电阻另一端接入w相位感应线圈的hwn输出端；所述第三十三、第三十四金属膜固定电阻串联后与所述第三十五金属膜固定电阻、第三十六金属膜固定电阻、第二十贴片电容一端连接后再接入所述第四运算放大器第3号管脚，所述第三十三金属膜固定电阻另一端接入w相位感应线圈的hwjp输出端，所述第三十五金属膜固定电阻另一端输入正向电压，所述第三十六金属膜固定电阻另一端与所述第二十贴片电容另一端连接后接地；所述第十九贴片电容一端与所述第三十一、第三十二金属膜固定电阻之间连线连接，另一端与所述第三十三、第三十四金属膜固定电阻之间连线连接；所述第四运算放大器第2号管脚接地，所述第四运算放大器第5号管脚接入正向电压，在接入正向电压前接入所述第二十二贴片电容一端，所述第二十二贴片电容另一端接地；所述第二十一贴片电容与所述第三十七金属膜固定电阻并联后一端连接所述第四运算放大器的第4号管脚，另一端连接所述第四运算放大器的第1号管脚，所述第四运算放大器的第1号管脚同时与所述第三十八金属膜固定电阻一端相连，所述第三十八金属膜固定电阻另一端与所述第二十三贴片电容一端连接后经输出端w输出，所述第二十三贴片电容另一端接地。
9.根据权利要求8所述的旋转件位置感应装置，其特征在于：
所述u相感应电压运算放大电路中，所述第二运算放大器型号参数为tsv911ilt，所述第九贴片电容、第十三贴片电容型号参数为101j/50v/x7r，所述第十贴片电容、第十一贴片电容型号参数为150j/50v/x7r，所述第十二贴片电容型号参数为104k/50v/x7r；所述第十五金属膜固定电阻、第十七金属膜固定电阻、第二十二金属膜固定电阻型号参数为100r－f/0.1w，所述第十六金属膜固定电阻、第十八金属膜固定电阻r18型号参数为3.9k－f/0.1w，所述第十九金属膜固定电阻、第二十金属膜固定电阻型号参数为20k－f/0.1w，所述第二十一金属膜固定电阻型号参数为10k－f/0.1w；
所述v相感应电压运算放大电路中，所述第三运算放大器u4型号参数为tsv911ilt，所述第十四贴片电容c14、第十八贴片电容c18型号参数为101j/50v/x7r，所述第十五贴片电容c15、第十六贴片电容c16型号参数为150j/50v/x7r，所述第十七贴片电容c17型号参数为104k/50v/x7r；所述第二十三金属膜固定电阻r23、第二十五金属膜固定电阻r25、第三十金属膜固定电阻r30型号参数为100r－f/0.1w，所述第二十四金属膜固定电阻r24、第二十六金属膜固定电阻r26型号参数为3.9k－f/0.1w，所述第二十七金属膜固定电阻r27、第二十八金属膜固定电阻r28型号参数为20k－f/0.1w，所述第二十九金属膜固定电阻r29型号参数为10k－f/0.1w；
所述w相感应电压运算放大电路中，所述第四运算放大器u5型号参数为tsv911ilt，所述第十九贴片电容c19、第二十三贴片电容c23型号参数为101j/50v/x7r，所述第二十贴片电容c20、第二十一贴片电容c21型号参数为150j/50v/x7r，所述第二十二贴片电容c22型号参数为104k/50v/x7r；所述第三十一金属膜固定电阻r31、第三十三金属膜固定电阻r33、第三十八金属膜固定电阻r38型号参数为100r－f/0.1w，所述第三十二金属膜固定电阻r32、第三十四金属膜固定电阻r34型号参数为3.9k－f/0.1w，所述第三十五金属膜固定电阻r35、第三十六金属膜固定电阻r36型号参数为20k－f/0.1w，所述第三十七金属膜固定电阻r37型号参数为10k－f/0.1w。
10.根据权利要求1所述的旋转件位置感应装置，其特征在于，所述信号比较计算电路包括微控制器、单管二极管、第一至第五金属膜固定电阻及第一至第三贴片电容，所述微控制器的第8至第11管脚分别与所述基波运算放大电路j输出端、u相感应电压运算放大电路u输出端、v相感应电压运算放大电路v输出端、w相感应电压运算放大电路w输出端对应连接输入信号，经第30管脚输出u相信号，经第28管脚输出v相信号，经第27管脚输出w相信号；所述第一金属膜固定电阻与所述第二贴片电容串联后与所述单管二极管并联且一端接地，另一端输入正向电压并接入所述微控制器的第1号管脚，所述第一贴片电容一端与所述微控制器的第1号管脚连接，另一端与所述微控制器的第32号管脚连接，所述微控制器的第32号管脚同时接地；所述微控制器的第5号管脚接入正向电压；所述微控制器的第16号管脚、第17号管脚分别连接所述第三贴片电容两端，所述微控制器的第16号管脚接地，所述微控制器的第17号管脚输入正向电压；所述微控制器的第23号管脚连接所第二金属膜固定电阻，所述第二金属膜固定电阻另一端连接微控制器输出端的swdio端口，所述微控制器的第24号管脚连接所第三金属膜固定电阻，所述第三金属膜固定电阻另一端连接微控制器输出端的swclk端口，所述微控制器的第31号管脚连接所第四金属膜固定电阻，所述第四金属膜固定电阻另一端接地，所述微控制器的输出端第3输出口连接第五金属膜固定电阻后与输出端第2输出口一起接地，微控制器的输出端第4输出口输入正向电压。
技术总结