1.一種傾斜傳感器裝置,包括:
用于感測在相關(guān)聯(lián)的電機中流動的電機電流的傳感器,所述電機具有當轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)時支撐偏心質(zhì)量的所述轉(zhuǎn)子,所述傳感器提供表示所述電機電流的傳感器輸出信號;以及
用于檢測所述電機的傾斜角的傾斜角檢測器電路,所述傾斜角檢測器電路包括被耦合以接收來自所述傳感器的所述傳感器輸出信號的檢測器電路輸入端以及用于至少部分基于所述電機電流的同步分量的振幅提供表示所述轉(zhuǎn)子軸線相對于重力軸線的傾斜角的傾斜角輸出信號或值的檢測器電路輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述檢測器電路包括:
同步解調(diào)器,其可操作以選擇性地解調(diào)所述傳感器輸出信號,以提供表示所述電機電流的同步分量的振幅的至少一個解調(diào)器輸出信號;以及
第二電路,其提供至少部分基于所述至少一個解調(diào)器輸出信號的所述傾斜角輸出信號或值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置,其中所述第二電路包括具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理器,所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收第一正交解調(diào)器輸出信號和第二正交解調(diào)器輸出信號,所述處理器可操作以根據(jù)所述第一正交解調(diào)器輸出信號和所述第二正交解調(diào)器輸出信號計算表示所述電機電流的同步分量的絕對值的振幅值并且基于計算的所述振幅值提供所述傾斜角輸出信號或值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置,其中所述處理器可操作以根據(jù)所述第一正交解調(diào)器輸出信號和所述第二正交解調(diào)器輸出信號計算電機電流角值,并且至少部分基于計算的所述電機電流角值和計算的所述振幅值提供所述傾斜角輸出信號或值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置,包括用于確定所述電機電流的同步分量的頻率的鎖相環(huán)即PLL,所述PLL包括與所述檢測器電路輸入端耦合以接收所述傳感器輸出信號的至少一個輸入端,以及向所述同步解調(diào)器提供表示所述電機電流的同步分量的頻率的信號或值的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置,包括用于去除所述傳感器輸出信號的低頻分量的濾波器電路,所述濾波器電路包括與所述檢測器電路輸入端耦合以接收所述傳感器輸出信號的輸入端以及被耦合以向所述同步解調(diào)器的輸入端提供基于所述傳感器輸出信號的濾波輸出信號的輸出端,其中所述同步解調(diào)器可操作以選擇性地解調(diào)所述濾波輸出信號以提供表示所述電機電流的同步分量的振幅的所述至少一個解調(diào)器輸出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述檢測器電路包括:
積分器電路,包括:具有放大器輸入端和放大器輸出端的放大器、耦合在所述傳感器和所述放大器輸入端之間的電阻器、耦合在所述放大器輸入端和所述放大器輸出端之間的電容、連接在所述電容兩端的開關(guān)電路以及可操作以響應于所述傳感器輸出信號的過零點以選擇性地閉合所述開關(guān)電路而使所述電容放電的控制電路;以及
與所述放大器輸出端耦合的采樣保持電路,其用于采樣所述積分器電路的輸出端并且將所述傾斜角輸出信號或值提供給所述檢測器電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置,包括用于去除所述傳感器輸出信號的低頻分量的濾波器電路,所述濾波器電路包括與所述檢測器電路輸入端耦合以接收所述傳感器輸出信號的輸入端,以及與所述積分器電路的輸入端耦合的輸出端,其中所述控制電路可操作以響應于所述積分器電路的輸入端的電壓的過零點而選擇性地閉合所述開關(guān)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述檢測器電路包括:
用于去除所述傳感器輸出信號的低頻分量的濾波器電路,所述濾波器電路包括具有與所述檢測器電路輸入端耦合以接收所述傳感器輸出信號的第一端的電容、具有放大器輸入端和向濾波器電路輸出端提供濾波信號的放大器輸出端的放大器、耦合在所述電容的第二端和所述放大器輸入端之間的第一電阻以及耦合在所述放大器輸入端和所述放大器輸出端之間的第二電阻;
用于整流所述濾波信號的整流器電路,所述整流器電路被耦合以從所述濾波器電路輸出端接收所述濾波信號,并且可操作以提供整流器輸出信號;以及輸出低通濾波器電路,其用于對所述整流器輸出信號進行濾波并將所述傾斜角輸出信號或值提供給所述檢測器電路輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中所述檢測器電路包括峰值檢測器電路,其用于根據(jù)所述傳感器輸出信號的檢測峰值提供所述傾斜角輸出信號或值,所述峰值檢測器電路包括電容、開關(guān)電路和控制電路,所述電容用于提供表示所述傳感器輸出信號的峰值振幅的電壓信號,所述開關(guān)電路耦合所述電容兩端并且在閉合時可操作以選擇性地使所述電容放電,所述控制電路可操作以響應于所述傳感器輸出信號的過零點而選擇性地閉合所述開關(guān)電路以使所述電容放電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置,包括用于去除所述傳感器輸出信號的低頻分量的濾波器電路,所述濾波器電路包括與所述檢測器電路輸入端耦合以接收所述傳感器輸出信號的濾波器輸入端,以及被耦合以向所述峰值檢測器電路的輸入端提供濾波信號的濾波器輸出端,其中所述控制電路可操作以響應于所述濾波器輸出端的電壓的過零點而選擇性地閉合所述開關(guān)電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置,其中所述檢測器電路包括用于檢測電機電流角的相位檢測器電路,所述相位檢測器電路包括與所述濾波器輸出端耦合的輸入端以及提供表示所述電機電流角的相位信號的輸出端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置,包括具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理器,所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來自所述峰值檢測器電路的所述傾斜角輸出信號或值以及來自所述相位檢測器電路的所述相位信號,所述處理器可操作以至少部分基于來自所述峰值檢測器電路的所述傾斜角輸出信號和所述相位信號計算數(shù)字傾斜角輸出值。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置,其中所述檢測器電路包括用于檢測所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的相位檢測器電路,所述相位檢測器電路包括與所述檢測器電路輸入端耦合的輸入端,以及至少部分基于所述傳感器輸出信號提供表示所述電機電流角的相位信號的輸出端。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置,包括具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的處理器,所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來自所述峰值檢測器電路的所述傾斜角輸出信號或值以及來自所述相位檢測器電路的所述相位信號,所述處理器可操作以至少部分基于來自所述峰值檢測器電路的所述傾斜角輸出信號和所述相位信號計算數(shù)字傾斜角輸出值。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,包括用于向所述檢測器電路提供表示所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的信號的第二傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置,包括用于檢測所述轉(zhuǎn)子軸線相對于固定方向的旋轉(zhuǎn)角的相位檢測器電路,所述相位檢測器電路至少部分根據(jù)來自所述第二傳感器的位置信號和所述電機電流的同步分量提供表示所述轉(zhuǎn)子軸線相對于所述固定方向的傾斜方向的傾斜方向信號或值。
18.一種系統(tǒng),包括:
基座,具有限定平面的第一表面;
第一電機,包括:相對于所述基座安裝在固定的第一位置的第一電機殼體;限定第一轉(zhuǎn)子軸線的第一轉(zhuǎn)子,所述第一轉(zhuǎn)子軸線相對于所述基座的平面以預定第一角延伸;由所述第一轉(zhuǎn)子支撐的第一偏心質(zhì)量;以及第一電機引線和第二電機引線;
第一電源,其可操作與所述電機引線耦合以提供第一DC電機電流以使所述第一轉(zhuǎn)子圍繞所述第一轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn);以及
用于檢測傾斜角的傾斜傳感器裝置,包括:用于感測所述第一電機電流的第一傳感器,所述第一傳感器可操作與所述電機引線中的至少一個相關(guān)聯(lián),并且提供表示所述第一電機電流的第一傳感器輸出信號;以及用于檢測所述第一電機的傾斜角的第一檢測器電路,所述第一檢測器電路包括被耦合以從所述第一傳感器接收所述第一傳感器輸出信號的第一檢測器電路輸入端以及用于提供第一傾斜角輸出信號或值的第一檢測器電路輸出端,所述第一傾斜角輸出信號或值表示至少部分基于所述第一電機電流的同步分量的振幅的所述第一轉(zhuǎn)子軸線相對于重力軸線的第一傾斜角。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng),包括:
第二電機,包括:相對于所述基座安裝在固定的第二位置的電機殼體;限定第二轉(zhuǎn)子軸線的第二轉(zhuǎn)子,所述第二轉(zhuǎn)子軸線相對于所述基座的平面以預定第二角延伸,所述第二轉(zhuǎn)子軸線相對于所述第一轉(zhuǎn)子軸線以預定非零角延伸;由所述第二轉(zhuǎn)子支撐的第二偏心質(zhì)量;以及第一電機引線和第二電機引線;
第二電源,其與所述第二電機的電機引線可操作耦合以提供第二DC電機電流以使所述第二轉(zhuǎn)子圍繞所述第二轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn);以及
其中所述傾斜傳感器裝置包括:用于感測所述第二電機電流的第二傳感器,所述第二傳感器可操作與所述電機引線中的至少一個相關(guān)聯(lián)并且提供表示所述第二電機電流的第二傳感器輸出信號;用于檢測所述第二電機的傾斜角的第二檢測器電路,所述第二檢測器電路包括被耦合以接收來自所述第二傳感器的所述第二傳感器輸出信號的第二檢測器電路輸入端,以及用于提供第二傾斜角輸出信號或值的第二檢測器電路輸出端,所述第二傾斜角輸出信號或值表示至少部分基于所述第二電機電流的同步分量的振幅的所述第二轉(zhuǎn)子軸線相對于所述重力軸線的第二傾斜角;以及可操作與所述第一檢測器電路和所述第二檢測器電路耦合以接收所述第一傾斜角輸出信號或值和所述第二傾斜角輸出信號或值的電路,并且所述電路至少部分基于所述第一傾斜角輸出信號或值和所述第二傾斜角輸出信號或值提供表示所述基座的平面相對于所述重力軸線的基座傾斜角的傾斜角輸出信號或值。
20.一種估計結(jié)構(gòu)相對于重力軸線的傾斜角的方法,所述方法包括:
在所述結(jié)構(gòu)上的固定位置中提供至少一個致動器,所述致動器具有適于圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的偏心質(zhì)量;
使所述偏心質(zhì)量圍繞所述轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn);
感測在所述致動器中流動的電流;以及
至少部分根據(jù)感測的所述電流的同步分量估計所述結(jié)構(gòu)的傾斜角。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中估計所述傾斜角包括:
對電流感測信號進行濾波以去除低頻分量,以提供表示所述致動器電流在與所述偏心質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的頻率下振蕩的同步分量信號;
確定所述同步分量信號的振幅;以及
使所述同步分量信號的振幅與估計的傾斜角值相關(guān)。