探究正余弦传感器角度不同步的研究方法

熊登奎，廖雪峰

（中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司，贵州贵阳 550009）

0 引言

传感器的研究是以信息、物理和化学等为一体的综合性的研究，对许多行业具有重要作用。正余弦传感器已经运用到许多领域，但正余弦传感器存在着一定的问题，影响着正余弦传感器的准确度和安全性。因此，探究正余弦传感器角度不同步的研究方法，能够更好地提高正余弦传感器的准确度，推动正余弦传感器的发展。

1 正余弦传感器角度不同步

正余弦传感器是将各种非电量，包括物理量、化学量、生物量等数据按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量，一般为电量装置（图1）。正余弦传感器能够采集和传输相应的信息和数据，包括敏感元件、传感元件和测量电路。敏感元件能够直接感受被测量，而且检测出被测量物质的变化，感受到非电量的变化，将不能够直接变换为电量的非电量转换为可直接变换为电量的非电量元件，如应变片。传感元件能够将在第一次转换未完成情况下的二次物理量变换，输出电信号。将感受到的非电量直接转换为电量的器件称为转换元件，如压电晶体、热电偶等。传输元件可以对相应的数据进行传输，保证数据的准确性。将转换元件输出的电量变成便于显示记录控制和处理的有用电信号的电路称为测量电路，包括调理、放大、滤波和调制解调等过程，将电阻、电容和电感等物理量，变换为电压、电流强度等电量。正余弦传感器能够将相应的数据进行转化、传播，实现了信息传输，在许多领域具有重要作用。传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等，是实现自动检测和自动控制的首要环节。

图1 正余弦传感器

根据基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。其中：①热敏元件，对热量和温度进行检测，将相应的数据传给显示装置；②光敏元件，对光进行测量，能够更直观地表达光的相关数据；③气敏元件，对气体分子进行捕捉和测量，能够检测气体浓度和成分，对于环境保护和安全监督起着极重要的作用；④力敏元件，将各种压力和应力等力转换为电信号，力敏元件包括电阻式、电容式、电感式等；⑤磁敏元件，霍尔元件是最常见的磁敏元件，能够运用在磁带录音机、录像机、打印机等设备，磁敏元件还可以测转速、流量、流速和功率等；⑥声敏元件，能够检测出高频和低频的信号，可以运用于水泵气蚀和液体泄漏的检测等。

2 正余弦传感器角度不同步的研究

2.1 研究思路和原则

（1）探究正余弦传感器的研究方法应该遵循一定的原则，保证研究方法符合正余弦传感器的特点和设计要点。保证有良好的静态特性和动态特性，在探究研究方法时，必须要保证正余弦传感器角度不同步有良好的静态和动态特征，保证研究方法的准确。

（2）在对正余弦传感器角度不同步探究过程中，必须要保证能量的高效转换，减少传感器的耗能。必须要保证正余弦传感器角度不同步的结构合理，以保证良好的性能。在探究时，要以提高传感器性能为研究目的，不断引入新的科学技术，从而提高传感器的性能。

（3）传感器角度不同步的研究思路应该从对基础的物理效应、化学反应和生物机理进行重新评价，结合参数变换进行再分析。将物理、化学、生物学等的新发现应用到传感器技术中。将红外、激光、仿生等新技术应用到传感器技术中。也要将新材料应用到传感器中。将成熟的传感器技术应用到新的参数检测领域。必须要寻找传感器的新结构原理。

2.2 研究的必要性

近些年来，由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果、新型传感器技术与智能化技术研究成果、高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新科技成果的竞相问世，使其发生了根本性的变革。我国精密设备越来越多、越来越精密，对传感器的要求也越来越高。因此，必须要探究传感器角度不同步的方法，找到合适的研究方法，从而促进正余弦传感器角度不同步技术水平提高，推动传感器的发展。

2.3 研究方法

2.3.1 建立相应的数学模型

在对正余弦传感器不同步进行研究时，应该建立不同的数学模型，运用数学模型来直观反映出正余弦传感器存在的问题，有利于更好地优化研究方法，找到研究目标。数学模型采用数学公式来描述传感器内部各变量之间的关系，表达正余弦传感器角度不同步的与传感器之间的联系，从而更好地进行探究。

2.3.2 进行可靠性设计技术

（1）元器件的合理选择。元器件是正余弦传感器的基本组成单元，应该根据正余弦传感器功能要求、可靠性等级和使用环境条件来选择合适的元器件。在研究过程中，必须按照标准的方法进行研究，选用符合国家标准的元器件，减少元器件的品种，提高集成化、一体化。

（2）进行降额研究。降额是指正余弦传感器在低于其额定应力的条件下工作。当正余弦传感器的工作在高于其额定应力条件时，失效率上升，反之失效率下降。因此，降额实验能降低正余弦传感器的失效率，从而能够更好地探究正余弦传感器角度不同步的方法，提高准确度。

（3）漂移设计。漂移是指在一定的输入、环境和工作条件下，经过一定时间后，传感器因性能发生变化而引起输出的变化量。采用可控制变量法对正余弦传感器角度不同步进行设计。严格控制正余弦传感器的条件，可使其参数更加稳定，并将参数变化控制在规定的范围内，以找到正余弦传感器角度不同步存在的问题。而容错电路设计法容许元器件参数有较大变化，实现方法有两种：①采用电路补偿技术；②设计一种电路，即使在参数变化时，仍能达到所需要的性能指标。

（4）可靠性筛选试验。可靠性筛选试验是指用施加应力的方法，为了剔除早期失效的元器件并降低失效率而进行的试验。其目的是暴露那些在正常的质量检验和试验过程中不会出现的、比较隐蔽的缺陷，从而剔除次品，确保整批产品的可靠性。它是一种非破坏性的试验，不降低元器件的性能，也不损坏元器件。

3 正余弦传感器角度不同步研究的不足

正余弦传感器是一种输出电压随转子角度变化的信号元件，绕组的电压会随着输入电压的变化而变化，并且绕组的变化具有一定规律，通常会以正余弦图像或线性图像进行变化。

3.1 正余弦传感器自身存在误差

正余弦传感器可能会存在一定的误差，导致测量和传输过程中存在误差，从而导致正余弦传感器角度不同步存在着一定的故障。必须要采用更精密的传感器，减少传感器自身的误差，保证对正余弦传感器角度不同步研究的准确性。

3.2 正余弦传感器导线接触不良

正余弦传感器在接线压接时，可能选择的电压、电流等不合适，而且可能存在插针与导线的压紧力度不够、接触面积小，导致导线与插针接触不良。若用接线板连接，由于接线板上压紧螺钉的压紧力度不够或没有压紧，导致接线板与导线之间存在接触不良。导线接触不良会导致两正余弦传感器的角度不同步和正余弦传感器显示的角度值不稳定。

3.3 sin 线圈与cos 线圈接反

在正余弦传感器角度不同步的研究过程中，如果将正余弦传感器的sin 线圈接到cos 线圈的位号上，cos 线圈接到sin 线圈的位号上，那么正余弦传感器的相位相反，在3 象限的角度显示出来就是在2、4 象限内，在2、4 象限的角度显示出来就是在1、3 象限内。从而产品的正余弦传感器显示的角度与计里活门的开度要求相反，也就是计里活门开度最大时，正余弦传感器显示的角度最小；计里活门开度最小时，正余弦旋转变压器显示的角度最大。必须要保证正余弦传感器的使用，在研究过程中，必须要按照相关的标准进行研究。

4 结束语

探究正余弦传感器角度不同步的研究方法对传感器的发展具有重要作用，也能够促进各个检测领域的发展。必须要加强对正余弦传感器角度不同步研究方法的探究，打破传统的研究方法，重视对正余弦传感器角度不同步的研究，进行客观研究，保证研究方向和研究目标的准确，不断创造新的研究方法，从而提高传感器的准确度，推动正余弦传感器的发展。