平面磁場(chǎng)式絕對(duì)角度傳感器的誤差產(chǎn)生機(jī)理與抑制方法研究

高文政，石 洪，湯其富

（1.連云港杰瑞電子有限公司，江蘇 連云港 222061；2.重慶理工大學(xué) 機(jī)械檢測(cè)技術(shù)與裝備教育部工程研究中心，重慶 400054）

基于PCB工藝的平面磁場(chǎng)式傳感器屬于電磁感應(yīng)類傳感器［1］，具有較強(qiáng)的抗干擾、抗沖擊和振動(dòng)能力，不懼油污、水汽、粉塵、鹽霧等影響。與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式傳感器等一樣，如旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、LVDT、RVDT、電渦流傳感器［2－7］，該類傳感器可應(yīng)用于工業(yè)、航空航天、國(guó)防等工作環(huán)境比較惡劣的領(lǐng)域。由于PCB工藝在角度傳感器中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，PCB型平面式角度和直線傳感器得到迅速發(fā)展［8－16］。例如：以色列Netzer公司的角度傳感器和文獻(xiàn)［8］描述的傳感器基于電容傳感技術(shù)設(shè)計(jì)，采用PCB工藝制造定子和轉(zhuǎn)子的傳感電容極片；英國(guó)Zettlex公司的IncOder系列角度和直線傳感器，基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)，采用PCB工藝制造定子／直線尺和轉(zhuǎn)子／測(cè)頭的平面線圈；瑞士Posic公司的平面式角度和直線傳感器，以及文獻(xiàn)［10］描述的傳感器，也是基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)，采用PCB工藝制造角度傳感器的轉(zhuǎn)子和直線傳感器的動(dòng)尺；中國(guó)廣東盈動(dòng)高科自動(dòng)化有限公司的無軸承角度傳感器，采用的傳感原理與Netzer公司產(chǎn)品類似，也采用PCB工藝制造定子和轉(zhuǎn)子的傳感電容極片。

PCB技術(shù)和工藝可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜線圈和極片的制造［8，11］，為厚度小的平面式傳感器提供了便利，所以近年來無人機(jī)、機(jī)器人、安防設(shè)備、伺服電機(jī)等大量采用基于PCB工藝的傳感器。不過，采用PCB工藝的電容式和電磁感應(yīng)式傳感器在測(cè)量精度方面，尤其是電磁感應(yīng)式傳感器，與光電式傳感器有一定差距。

基于湯其富［17］的研究，開展了平面磁場(chǎng)式絕對(duì)角度傳感器的誤差產(chǎn)生機(jī)理及抑制方法研究。由于電磁感應(yīng)式角度傳感器的短周期誤差通常比較明顯，且具有較強(qiáng)規(guī)律性［11，14－15］，因而減小短周期誤差是一條提高測(cè)量精度的有效途徑。通過研究傳感器的常見短周期誤差產(chǎn)生機(jī)理，從傳感器信號(hào)處理層面對(duì)短周期誤差進(jìn)行抑制，達(dá)到提高傳感器測(cè)量精度的目的。

1 傳感器的傳感結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 傳感器的傳感結(jié)構(gòu)

文獻(xiàn)［17］中所描述的傳感器，屬于一種電磁感應(yīng)式角度傳感器。在對(duì)該傳感器的研究中，為了擴(kuò)展磁場(chǎng)的分布區(qū)域并提高其密度，為定子增加了內(nèi)外環(huán)2組環(huán)形線圈，與原環(huán)形線圈串聯(lián)，得到如圖1所示的傳感器結(jié)構(gòu)，也為傳感PCB的布線圖，PCB中包括2個(gè)傳感通道：內(nèi)環(huán)正弦形線圈與中間環(huán)、內(nèi)環(huán)2組環(huán)形線圈組成1個(gè)傳感通道；外環(huán)正弦形線圈與中間環(huán)、外環(huán)2組環(huán)形線圈組成另外1個(gè)傳感通道。內(nèi)外環(huán)正弦形線圈的周期數(shù)相差為1，且各包括空間上正交（即空間上相差1／4正弦周期）的2組線圈［17］，稱為SIN線圈和COS線圈，使2個(gè)傳感通道組合可以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)式測(cè)量。該傳感器可以采用基于鑒相和鑒幅原理的2種信號(hào)處理方法。如果采用鑒相式信號(hào)處理方法進(jìn)行位移解算［15，18－19］，則正弦形線圈作為勵(lì)磁線圈、環(huán)形線圈作為感應(yīng)線圈。正弦形線圈的SIN線圈和COS線圈中通入兩相時(shí)間上正交的交變信號(hào)，則環(huán)形線圈通過與正弦形線圈的電感耦合而接收磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子上的銅箔陣列在旋轉(zhuǎn)時(shí)，則周期性地改變環(huán)形線圈與正弦形線圈的耦合系數(shù)，使環(huán)形線圈輸出相位周期性變化的正弦信號(hào)；如果采用鑒幅式信號(hào)處理方法進(jìn)行位移解算［20－21］，則環(huán)形線圈作為勵(lì)磁線圈、正弦形線圈作為感應(yīng)線圈。在環(huán)形線圈中通入交變信號(hào)時(shí)，則正弦形線圈通過與環(huán)形線圈的電感耦合而接收磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子上的銅箔陣列在旋轉(zhuǎn)時(shí)，則周期性地改變正弦形線圈與環(huán)形線圈的耦合系數(shù)，使正弦形線圈輸出幅值周期性變化的正弦信號(hào)。

圖1 傳感器的傳感結(jié)構(gòu)圖（PCB布線圖）

1.2 傳感器的基本工作原理

當(dāng)采用鑒相式信號(hào)處理方法進(jìn)行位移解算時(shí)，內(nèi)外環(huán)的正弦線圈不可同時(shí)通入交變信號(hào)，而是分時(shí)通入。設(shè)內(nèi)外環(huán)正弦形線圈的周期數(shù)分別為N和N＋1，通入正弦線圈的SIN線圈和COS線圈的交變信號(hào)分別為U1（t）＝Umsin（ωt）和U2（t）＝Umcos（ωt），其中t表示時(shí)間，Um表示信號(hào)的幅值，ω表示信號(hào)的角速度。傳感器每次上電后，首先將交變信號(hào)通入內(nèi)環(huán)線圈，則環(huán)形線圈輸出式（1）所示的信號(hào)。然后，再將交變信號(hào)通入外環(huán)線圈，則環(huán)形線圈輸出式（2）所示的信號(hào)。依照文獻(xiàn)［15］介紹的方法對(duì)2種信號(hào)進(jìn)行組合處理，得到初始絕對(duì)角位置。初始絕對(duì)角位置得到以后，交變信號(hào)保持通入外環(huán)線圈，使傳感器由式（2）信號(hào)獲取增量角位移，而新的絕對(duì)角位置通過在初始絕對(duì)角位置上累加增量角位移得到。

式中：kN、kN＋1表示與傳感器相關(guān)的常數(shù)系數(shù)；θ表示被測(cè)角度。

當(dāng)采用鑒幅式信號(hào)處理方法進(jìn)行位移解算時(shí)，設(shè)通入環(huán)形線圈中的交變信號(hào)為U（t）＝Umsin（ωt），則內(nèi)環(huán)SIN線圈和COS線圈輸出的信號(hào)如式（3）（4）所示，外環(huán)SIN線圈和COS線圈輸出的信號(hào)如式（5）（6）所示。將該4路信號(hào)分別進(jìn)行幅值解調(diào)、模數(shù)轉(zhuǎn)換、求反正切等操作，得到對(duì)應(yīng)于內(nèi)外環(huán)的2種角度信息，再依照文獻(xiàn)［15］介紹的方法對(duì)2種信號(hào)進(jìn)行組合處理，得到絕對(duì)角位置。

式中：k1和k2表示與傳感器相關(guān)的常數(shù)系數(shù)。

PCB型電磁感應(yīng)式傳感器的線圈數(shù)量往往較少，通常只有1匝或幾匝，不適合采用基于鑒相原理的信號(hào)處理方法，因?yàn)樵摲椒ㄍ辉试S傳感器工作于20 kHz及以下頻率，傳感器不易在較小功耗情況下輸出較強(qiáng)的感應(yīng)信號(hào)。基于鑒幅原理的信號(hào)處理方法允許傳感器工作于數(shù)百kHz至數(shù)MHz［9－10，12－13］，可以在較小功耗情況下輸出較強(qiáng)的感應(yīng)信號(hào)。另外，鑒幅式信號(hào)處理方法具有較好的靈活性，可以在信號(hào)處理層面彌補(bǔ)感應(yīng)線圈輸出信號(hào)的不足，抑制傳感器的短周期誤差。再者，對(duì)于圖1所示傳感器，與鑒相式信號(hào)處理方法相比，鑒幅式信號(hào)處理方法可以同時(shí)根據(jù)內(nèi)外環(huán)信號(hào)進(jìn)行組合求解絕對(duì)角位置，而不必采用分時(shí)方式。因此，本文所研究的角度傳感器選用了鑒幅式信號(hào)處理方法。

2 傳感器的信號(hào)處理方法概述

傳感器采用的信號(hào)處理方法如圖2所示，圖中描述了該方法的基本硬件架構(gòu)和工作原理。傳感器的基本硬件包括激勵(lì)電路、解調(diào)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和主控電路。激勵(lì)電路為勵(lì)磁線圈提供交變信號(hào)；解調(diào)電路從調(diào)幅波中解調(diào)出反映位移的正余弦信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將正余弦信號(hào)轉(zhuǎn)化為主控電路可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；基于FPGA的主控電路控制激勵(lì)電路、解調(diào)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，并根據(jù)得到的正余弦數(shù)據(jù)運(yùn)算得到并輸出角度信息。

圖2 傳感器的鑒幅式信號(hào)處理方法基本硬件架構(gòu)和工作原理示意圖

解調(diào)電路由混頻電路和低通、放大電路組成。式（3）～（6）所示信號(hào)經(jīng)過混頻電路時(shí)，如果只考慮解調(diào)方波的基波，且設(shè)VCOM＝0、基波幅值為1，基波相位與調(diào)幅波的載波相同，則得到混頻后的信號(hào)如式（7）～（10）所示。

混頻后的信號(hào)經(jīng)過低通濾波、放大電路后，高頻成分（頻率為勵(lì)磁信號(hào)的2倍，即cos（2ωt）形式的成分）被大幅衰減、低頻成分（反映位移的正余弦信號(hào)）被放大。假定低通濾波、放大電路為理想電路，則濾波和放大后的信號(hào)可由式（11）～（14）表示。低頻成分由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再經(jīng)過FPGA進(jìn)行反正切解算等數(shù)字信號(hào)處理，最終得到被測(cè)角度θ。

3 傳感器的短周期誤差產(chǎn)生機(jī)理

由于傳感器的內(nèi)外環(huán)線圈僅是正弦周期數(shù)不同，所以本部分將以N周期的感應(yīng)線圈為例，對(duì)傳感器的常見短周期1次和2次誤差的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行闡述。

3.1 短周期1次誤差

傳感器在理想狀況下，當(dāng)轉(zhuǎn)子不參與工作時(shí)，感應(yīng)線圈輸出的信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)該為零，因?yàn)閯?lì)磁線圈的環(huán)形結(jié)構(gòu)和正弦形感應(yīng)線圈的對(duì)稱結(jié)構(gòu)使勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)在感應(yīng)線圈中得以完全抵消。然而，由于傳感器的制造、安裝、引線等環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)難以達(dá)到理想狀況，導(dǎo)致感應(yīng)線圈不能完全抵消無轉(zhuǎn)子時(shí)的磁場(chǎng)，所以即使轉(zhuǎn)子不參與工作，感應(yīng)線圈中仍會(huì)產(chǎn)生少許感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子角度無關(guān)，可稱之為無效電動(dòng)勢(shì)。因此，傳感器在正常工作情況下，無效電動(dòng)勢(shì)使感應(yīng)線圈輸出的信號(hào)中包含了與轉(zhuǎn)子角度不相關(guān)的成分，則信號(hào)的表達(dá)式應(yīng)在式（3）（4）基礎(chǔ)上變?yōu)槭剑?5）（16）。其中，k11和k12表示與無效感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相關(guān)的常數(shù)系數(shù)。

式（15）和（16）所示信號(hào)經(jīng)過混頻、低通、放大電路后，雖然高頻成分被濾除，但剩余信號(hào)除了低頻成分外，還包含直流成分，表達(dá)式如（17）和（18）所示。

與式（11）（12）相比，式（17）（18）中的直流成分在位移解算時(shí)將引入誤差。例如，以式（17）（18）求解θ，并設(shè)誤差為δ1，則θ、δ1與式（17）（18）具有如式（19）的關(guān)系。

由式（19）可得：

通常情況下，k′11和k′12遠(yuǎn)小于k′1，所以式（20）可以簡(jiǎn)化為：

一般情況下，δ1的值比較小，所以δ1≈tanδ1。式（21）表明，θ變化360°，δ變化N個(gè)周期，即與感應(yīng)線圈的正弦周期數(shù)相同。因此，當(dāng)傳感器的制造、安裝、引線等環(huán)節(jié)不理想時(shí)，如果導(dǎo)致感應(yīng)線圈在轉(zhuǎn)子不參與工作時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，則測(cè)量時(shí)產(chǎn)生短周期1次誤差。

3.2 短周期2次誤差

根據(jù)傳感器的測(cè)量原理可知，感應(yīng)線圈的兩路輸出信號(hào)在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路后，應(yīng)當(dāng)幅值相等、相位相差90°。然而，無論傳感器的制造、安裝、引線等環(huán)節(jié)，或者信號(hào)處理環(huán)節(jié)，都有可能導(dǎo)致兩路信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路后存在幅值不相等或相位差不為90°的問題。如此問題亦會(huì)在測(cè)量中引入誤差。

首先，考慮兩路信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路后幅值不相等的情況。假定兩路信號(hào)如式（22）（23）所示，即二者的幅值相差Δk′1。

設(shè)誤差為δ2＿1，則θ、δ2＿1與式（22）（23）具有如式（24）的關(guān)系。

由式（24）可得：

通常情況下，Δk′1也遠(yuǎn)小于k′1，所以式（25）可以簡(jiǎn)化為：

其次，考慮兩路信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路后相位差不為90°的情況。假定兩路信號(hào)如式（27）（28）所示，即二者的相位差為（90°±φ）。

設(shè)誤差為δ2＿2，則θ、δ2＿2與式（27）（28）具有如式（29）的關(guān)系。

由式（29）可得：

通常情況下φ的值比較小，從而sin2（θ±φ／4）sin2（φ／4）≈0、cos2（＋sinθsin（θ±φ）≈1，所以式（30）可以簡(jiǎn)化為：

一般情況下，δ2＿1和δ2＿2（的值也比較小，所以δ2＿1≈tanδ2＿1、δ2＿2≈tanδ2＿2。根據(jù)式（26）和（31）可知，θ變化360°，δ2＿1和δ2＿2均變化2N個(gè)周期，即是感應(yīng)線圈的正弦周期數(shù)的2倍。因此，當(dāng)傳感器的制造、安裝、引線、信號(hào)處理等環(huán)節(jié)不理想時(shí)，如果導(dǎo)致輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)幅值不相等或相位差不為90°，則測(cè)量時(shí)產(chǎn)生短周期2次誤差。

4 傳感器樣機(jī)的誤差測(cè)試實(shí)驗(yàn)

4.1 樣機(jī)與測(cè)試平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)所用的樣機(jī)如圖3（a）所示，其定子PCB內(nèi)外環(huán)的正弦周期數(shù)分別為63和64。為了提高勵(lì)磁線圈與感應(yīng)線圈的耦合系數(shù)，使傳感器輸出較強(qiáng)的信號(hào)，定子PCB和轉(zhuǎn)子PCB均貼于導(dǎo)磁基體之上。同時(shí)，導(dǎo)磁基體為PCB的平面度提供了支撐。測(cè)試平臺(tái)如圖3（b）所示，主要由待測(cè)傳感器樣機(jī)、數(shù)據(jù)采集及處理電路、高精度光柵（HEIDENHAIN RON886，精度為±1″）、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、大理石基架等幾部分組成。待測(cè)樣機(jī)與光柵同軸安裝，在轉(zhuǎn)臺(tái)的帶動(dòng)下二者的轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集電路同步獲取。

圖3 傳感器樣機(jī)和測(cè)試平臺(tái)照片

4.2 初始實(shí)驗(yàn)和結(jié)果

實(shí)驗(yàn)以圖3中所示的光柵作為測(cè)量基準(zhǔn)，對(duì)樣機(jī)的63周期內(nèi)環(huán)通道和64周期外環(huán)通道分別進(jìn)行了整周（0°～360°）和短周期（0°～5.7°，0°～5.625°，其中，5.7°≈360°／63，5.625°＝360°／64）誤差測(cè)試，即下述測(cè)量誤差均表示與基準(zhǔn)光柵比較測(cè)試所得，且所述誤差均為原始測(cè)量誤差。

在該傳感器的前期研究中，采用了基于鑒相原理的信號(hào)處理方法，勵(lì)磁信號(hào)的頻率通常不高于20 kHz，導(dǎo)致傳感器定、轉(zhuǎn)子的工作間隙很小時(shí)（0.2 mm）方可得到高信噪比的信號(hào)［15］，所以對(duì)安裝條件的要求較為苛刻。本文的研究將傳感器樣機(jī)的勵(lì)磁信號(hào)頻率提高到了125 kHz，使其可工作于1 mm的間隙。樣機(jī)在1 mm工作間隙下進(jìn)行了初步測(cè)試，短周期和整周誤差曲線分別如圖4～7所示。63周期內(nèi)環(huán)通道的短周期誤差為－70.9″～16.3″（峰－峰值87.2″），整周誤差為－92.9″～17.6″（峰－峰值110.5″）；64周期外環(huán)通道的短周期誤差為－2.5″～54.2″（峰－峰值56.7″），整周誤差為－4.7″～60.7″（峰－峰值65.4″）。從圖4、6可以看出，2個(gè)通道存在明顯的短周期1次誤差。

圖4 63周期內(nèi)環(huán)通道的短周期誤差（初測(cè)）曲線

圖5 63周期內(nèi)環(huán)通道的整周誤差（初測(cè)）曲線

圖6 64周期外環(huán)通道的短周期誤差（初測(cè)）曲線

圖7 64周期外環(huán)通道的整周誤差（初測(cè)）曲線

4.3 短周期1次和2次誤差的抑制及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)前文對(duì)短周期1次誤差產(chǎn)生機(jī)理的分析，為了該頻次的誤差，則需要減小感應(yīng)線圈中無效電動(dòng)勢(shì)的影響。由于該影響在信號(hào)處理過程中表現(xiàn)為式（17）（18）中直流成分k′11和k′12的影響，所以在求反正切過程中補(bǔ)償直流成分是抑制短周期1次誤差的一條途徑。采用的具體方法為：樣機(jī)上電后移去轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子不參與工作，然后獲取并記憶模數(shù)轉(zhuǎn)換后的值，即k′11和k′12的值；樣機(jī)正常工作時(shí)，將進(jìn)行反正切運(yùn)算的分子和分母分別減去所記憶的k′11和k′12值，從而減小或消除無效電動(dòng)勢(shì)的影響。

采取了上述抑制短周期1次誤差的方法后，63周期內(nèi)環(huán)通道的短周期誤差峰－峰值減小了約55%，64周期外環(huán)通道的短周期誤差峰－峰值減小了約45%，從而2個(gè)通道的整周誤差也隨之減小，短周期和整周測(cè)量誤差曲線分別如圖8～11所示。63周期內(nèi)環(huán)通道的短周期誤差為－24.5″～14.7″（峰－峰值39.2″），整周誤差為－49.4″～20.8″（峰－峰值70.2″）；64周期外環(huán)通道的短周期誤差為－13.9″～17″（峰－峰值30.9″），整周誤差為－10.3″～30.3″（峰－峰值40.6″）。因此，無論是短周期誤差還是整周誤差，均表明抑制方法具有顯著效果。

圖8 63周期內(nèi)環(huán)通道的短周期誤差曲線（抑制1次誤差后）

圖10 64周期外環(huán)通道的短周期誤差曲線（抑制1次誤差后）

圖11 64周期外環(huán)通道的整周誤差曲線（抑制1次誤差后）

圖8、10顯示，63周期內(nèi)環(huán)通道的短周期誤差仍是1次為主，而64周期外環(huán)通道的短周期誤差表現(xiàn)出明顯的2次成分。由于內(nèi)環(huán)通道在實(shí)際工作中僅用作絕對(duì)位置判斷的輔助通道，其誤差只要滿足絕對(duì)位置判斷的要求即可。對(duì)于63和64周期的2個(gè)通道，二者的誤差之差不大于160.7″（160.7″≈（1 296 000″／63／64／2，360°＝1 296 000″）時(shí)，便可進(jìn)行準(zhǔn)確的絕對(duì)位置判斷。將圖9、11對(duì)應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)做差，得到的曲線如圖12所示，最大值為59.8″，顯示已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足絕對(duì)位置判斷要求。因此，對(duì)內(nèi)環(huán)通道的誤差便沒有采取進(jìn)一步抑制措施。

圖9 63周期內(nèi)環(huán)通道的整周誤差曲線（抑制1次誤差后）

圖12 內(nèi)外通道的整周誤差之差曲線（抑制1次誤差后）

外環(huán)通道的短周期2次誤差，主要原因?yàn)閭鞲衅鞯碾姎庀到y(tǒng)容易存在“兩路信號(hào)幅值不相等”的情況，因?yàn)榻嵌冉馑闶怯煞缔D(zhuǎn)化為角度的過程。為了減小該2次誤差，對(duì)SIN信號(hào)和COS信號(hào)的幅值在角度解算之前進(jìn)行了補(bǔ)償。具體的實(shí)現(xiàn)方法為：使樣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)大于1個(gè)且小于1.5個(gè)短周期，獲取并記憶兩路信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換后的幅值，并計(jì)算出較大幅值與較小幅值的比值作為2次誤差補(bǔ)償系數(shù)；在樣機(jī)正常工作時(shí)，將幅值較小的一路信號(hào)在計(jì)算時(shí)乘以補(bǔ)償系數(shù)。

采取了上述抑制短周期2次誤差的方法后，64周期外環(huán)的短周期誤差峰－峰值減小了約24%，最終的短周期和整周測(cè)量誤差曲線分別如圖13和14所示，短周期誤差為－8.8″～14.7″（峰－峰值23.5″），整周誤差為－11.7″～20.6″（峰－峰值32.3″）。

圖13 64周期外環(huán)通道的短周期誤差曲線（抑制2次誤差后）

圖14 64周期外環(huán)通道的整周誤差曲線（抑制2次誤差后）

5 結(jié)論

當(dāng)傳感器的制造、安裝、引線、信號(hào)處理等環(huán)節(jié)不理想時(shí)，會(huì)導(dǎo)致短周期1次和2次誤差。在樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)試結(jié)果表明：傳感器的確存在明顯的短周期1次和2次誤差。根據(jù)誤差產(chǎn)生的機(jī)理，在信號(hào)處理環(huán)節(jié)對(duì)短周期1次和2次誤差進(jìn)行了抑制。樣機(jī)采用了短周期1次抑制方法后，短周期誤差峰－峰值減小約1／2；采用了短周期2次抑制方法后，短周期誤差峰－峰值進(jìn)一步減小約1／4。最終，傳感器樣機(jī)的原始短周期誤差為－8.8″～14.7″，整周誤差為－11.7″～20.6″。雖然抑制效果比較顯著，但從樣機(jī)最終的短周期誤差曲線規(guī)律中仍可以看出其包含1次和2次成分，且其他高次誤差成分也有凸顯，說明該傳感器在信號(hào)處理環(huán)節(jié)或結(jié)構(gòu)上仍存在提升的空間。