徐庆鑫，徐大林，高文政

(江苏自动化研究所，江苏 连云港 222006)

0 引 言

在航空航天、船舶、工业控制和农业现代化等领域，角度测量对测量精度的影响起到了关键性的作用，对测量装置的要求相应地也越来越高[1]。目前，较为常见的测量装置有光电编码器和旋转变压器。光电编码器通过光电转换技术，将轴角的机械位置信息转换成相应的数字代码，具有高精度、高分辨力等优点。但是受限于基本原理和部件，光电编码器不能应用在高温、严寒、潮湿、剧烈振动或剧烈冲击等恶劣环境中[2]。旋转变压器可以看作是初级绕组与次级绕组之间的电磁耦合程度能随着转子转角改变而改变的变压器，可以在恶劣环境中提供较高精度的测量，但是由于绕组的存在，成本较高、体积大、沉重且不易小型化，同时需要考虑如轴承、密封件和电刷等结构，机械设计相对复杂[3]。

针对上述传统角度传感器的不足，研究人员提出了新型的平面式电磁感应传感器。平面式电磁感应传感器使用印制电路板(PCB)技术，将线圈印制在薄的基板上，使其摆脱绕线的需求。与传统电感技术一样，该方法也可以在恶劣环境中提供可恢复性和高精度的测量。PCB技术的使用减小了传感器的重量和体积，降低了机械设计的难度，无需复杂的绕线工作，一致性很好，便于批量生产，降低了制造成本[4-5]。扁平线圈有效避免了电流的趋肤效应，使工作频率可以提高到2 MHz以上，使传感器可以在较高转速下进行测量。……