CN118548917B - 角度检测装置及角度检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及角度测量装置技术领域，提供一种角度检测装置及角度检测方法，角度检测装置，包括：定子，定子的第一表面上具有间隔设置的第一极板和多个第二极板，多个第二极板环绕于第一极板四周，第一极板和第二极板与检测电路连接；转子，转子的第二表面上具有相连接的第一浮空极板和第二浮空极板，第一浮空极板与第一极板正对以构成第一电容，第二浮空极板与第二极板正对以构成第二电容。本申请实施例提供角度检测装置及角度检测方法，至少有利于提高转动角度检测的准确性和稳定性。

Description

角度检测装置及角度检测方法

技术领域

本申请实施例涉及角度测量装置技术领域，特别涉及一种角度检测装置及角度检测方法。

背景技术

测量轴转动角度在电位器、扳机按键、可折叠设备以及伺服马达等应用场景下具有十分重要的意义。常见的测量轴转动角度的技术手段是利用磁石和霍尔芯片检测结构实现对轴转动角度的测量。方向和角度的变化会改变磁石和霍尔芯片之间的距离，因而能够通过霍尔芯片输出的模拟信号的变化来反映轴转动角度。

然而，一方面来说，外界磁场等会对利用这种技术手段进行轴转动角度检测产生干扰。另一方面来说，零部件随温度变化而热胀冷缩以及相关零件的老化等会导致磁石与霍尔芯片的距离发生变化。上述因素都会进一步造成霍尔芯片信号精度的偏差，最终损害轴转动角度检测的准确度。

发明内容

本申请实施例提供一种角度检测装置及角度检测方法，至少有利于提高转动角度检测的准确性和稳定性。

根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种角度检测装置，包括：定子，定子的第一表面上具有间隔设置的第一极板和多个第二极板，多个第二极板环绕于第一极板四周，第一极板和第二极板与检测电路连接；转子，转子的第二表面上具有相连接的第一浮空极板和第二浮空极板，第一浮空极板与第一极板正对以构成第一电容，第二浮空极板与第二极板正对以构成第二电容。

在一些实施例中，第一浮空极板在第一表面上的正投影位于第一极板在第一表面上的正投影内。

在一些实施例中，第二极板在第一表面上的正投影位于第二浮空极板在第一表面上的正投影内。

在一些实施例中，第二极板的数量大于或者等于3个。

在一些实施例中，第二极板的数量为N个，在沿第一极板的周向方向上，第二浮空极板的长度大于1个第二极板的长度，且第二浮空极板的长度小于N-1个第二极板的总长度。

在一些实施例中，第一极板为圆形，第二极板为扇形；第一浮空极板的形状为圆形，第二浮空极板的形状为扇形。

在一些实施例中，第一表面上还设置有地线，地线与检测电路连接，地线环绕第一极板的四周，且位于第一极板和第二极板之间。

在一些实施例中，第二浮空极板的数量可以为2个，2个第二浮空极板沿第一浮空极板的中心点对称设置，第二极板的数量为偶数。

在一些实施例中，相邻第二极板之间设置有绝缘层。

根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种角度检测方法，采用上述实施例中任一项的角度检测装置进行，包括：将转子相对于定子沿旋转轴从初始状态下旋转360°，并获取每一第二极板对应的电容-面积关系式以及面积-角度关系式，电容-面积关系式中的电容为第一极板与任一第二极板之间的电容，电容-面积关系式以及面积-角度关系式中的面积为任一第二极板与第二浮空极板之间正对的有效面积，面积-角度关系式中的角度为转子相对于初始状态下旋转的角度；根据电容-面积关系式以及面积-角度关系式，获取每一第二极板对应的电容-角度关系式，电容-角度关系式中的电容为第一极板与任一第二极板之间的电容，电容-角度关系式中的角度为转子相对于初始状态下旋转的角度；获取第二极板与第二浮空极板之间的实时电容；将实时电容带入对应的电容-角度关系式，获取转子相对于定子沿旋转轴从初始状态下的实时旋转角度。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

本申请实施例提供的角度检测装置中，包括定子和转子，转子可绕旋转轴相对于定子旋转。定子的第一表面上具有第一极板和第二极板，转子的第二表面上具有相连接的第一浮空极板和第二浮空极板，第一浮空极板与第一极板构成第一电容，第二浮空极板与第二极板构成第二电容。当转子相对于定子旋转时，第一极板与第一浮空极板之间的正对面积不改变，第二浮空极板会与不同的第二极板构成不同的第二电容，第一极板和第二极板连接至检测电路中，第一电容和第二电容串联至检测电路中，第一电容的电容值已知，第二电容的电容值改变。基于串联电容的计算公式以及测得的第一极板与第二极板之间的电容，可以计算出第二电容；第二电容的介电常数和极板面积不改变，根据第二电容的电容值可以计算出第二浮空极板与对应的第二极板的正对面积；再根据第二浮空极板与第二极板的正对面积，可以计算出第二浮空极板与不同第二极板的相对位置，即转子的相对于定子的旋转角度。由于定子不需要转动，第一极板和第二极板的位置不发生改变，第一极板和第二极板可以更加稳定的连接至检测电路，转子不需要通过接触点连接检测电路，如此，转子相对于定子旋转的过程中角度检测装置的稳定性和准确度较高。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种角度检测装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的另一种角度检测装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种第二浮空极板不同旋转角度下每一第二极板对应的有效面积与旋转角度的变化关系图。

具体实施方式

由背景技术可知，轴转动角度检测的准确度有待提高。

在相关技术中，角度检测装置包括转子和定子，转子上设置有第一极板，定子上设置有第二极板，转子以转轴相对于定子旋转时，第一极板与第二极板之间的相对面积会发生改变，相应的根据第一极板以及第二极板之间的电容变化值，可以计算出第一极板与第二极板之间的正对面积，进而计算第一极板与第二极板之间的偏转角度，即转子相对于定子旋转的角度。

然而，第一极板和第二极板均分别需要连接对应的检测电路，当转子旋转时，第一极板的相对位置会不断发生改变，第一极板需要通过触点连接至检测电路，转子的旋转会导致触点发生磨损，进而容易发生检测电路与第一极板发生断接的问题，导致角度检测装置失效。

本申请实施例提供一种角度检测装置及角度检测方法，至少有利于提高转动角度检测的准确性和稳定性。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，技术术语如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，当某个部件“包括”另一个部件时，除非另有说明，否则并不排除其他部件，而且其他部件还可能进一步包括在内。

本文对各种所述实施例的描述中所使用的术语仅用于描述特定的实施例，而无意限制。如在所描述的各种实施例的说明和所附权利要求中所使用的，“部件”也意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。

下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

图1为本申请一实施例提供的一种角度检测装置的结构示意图。

参考图1，根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种角度检测装置，包括：定子210和转子220，转子220可绕旋转轴L相对于定子210旋转，定子210的第一表面231上具有间隔设置的第一极板211和多个第二极板212，多个第二极板212环绕于第一极板211四周，第一极板211和第二极板212分别与检测电路（图中未示出）连接；转子220的第二表面232上具有相连接的第一浮空极板221和第二浮空极板222，第一浮空极板221与第一极板211正对以构成第一电容，第二浮空极板222与第二极板212正对以构成第二电容。

本申请实施例提供的角度检测装置中，包括定子210和转子220，转子220可绕旋转轴L相对于定子210旋转。定子210的第一表面231上具有第一极板211和第二极板212，转子220的第二表面232上具有相连接的第一浮空极板221和第二浮空极板222，第一浮空极板221与第一极板211构成第一电容，第二浮空极板222与第二极板212构成第二电容。当转子220相对于定子210旋转时，第一极板211与第一浮空极板221之间的正对面积不改变，第二浮空极板222会与不同的第二极板212构成不同的第二电容，第一极板211和第二极板212连接至检测电路中，第一电容和第二电容串联至检测电路中，第一电容的电容值已知，第二电容的电容值改变。基于串联电容的计算公式以及测得的第一极板211与第二极板212之间的电容，可以计算出第二电容；第二电容的介电常数和极板面积不改变，根据第二电容的电容值可以计算出第二浮空极板222与对应的第二极板212的正对面积；再根据第二浮空极板222与第二极板212的正对面积，可以计算出第二浮空极板222与不同第二极板212的相对位置，即转子220的相对于定子210的旋转角度。由于定子210不需要转动，第一极板211和第二极板212的位置不发生改变，第一极板211和第二极板212可以更加稳定的连接至检测电路，转子220不需要通过接触点连接检测电路，如此，转子220相对于定子210旋转的过程中角度检测装置的稳定性和准确度较高。

图2为本申请一实施例提供的另一种角度检测装置的结构示意。

在一些实施例中，第一浮空极板221在第一表面231上的正投影位于第一极板211在第一表面231上的正投影内。

例如，参考图1，第一浮空极板221的正投影面积可以等于第一极板211的正投影面积，则第一电容的有效面积为第一浮空极板221的面积或者第一极板211的面积。当第一极板211与第一浮空极板221的面积相等时，第一极板211与第一浮空极板221的形状相同。

或者，参考图2，第一浮空极板221的正投影面积可以小于第一极板211的正投影面积，则第一电容的有效面积为第一浮空极板221的面积。当第一极板211的面积大于第一浮空极板221的面积时，第一浮空极板221的形状可以与第一极板211的形状不同。

其中，有效面积是指，两个极板之间可供电荷储存的实际面积。

在一些实施例中，第一极板的正投影面积也可以小于第一浮空极板的正投影面积，则第一电容的有效面积为第一极板的面积。可以理解的是，第一极板与第二极板之间间隔设置，当第一极板的正投影面积大于第一浮空极板的正投影面积时，第一浮空极板的正投影与第二极板不重叠，如此可以避免第一浮空极板与第二极板之间形成电容，避免影响第二电容的计算。

在一些实施例中，一个第二极板212在第一表面231上的正投影位于第二浮空极板222在第一表面231上的正投影内。也就是说，第二极板212的面积小于或者等于第二浮空极板222的面积。如此，当第二浮空极板222与任一第二极板212完全正对时，该第二极板212与第二浮空极板222构成的第二电容的有效面积为第二极板212的面积。

在一个例子中，当第二极板212的面积等于第二浮空极板222的面积时，在沿第一极板211的周向方向上，第二浮空极板222的长度等于第二极板212的长度，且在沿第一极板211的中心点向四周扩散的方向上，第二浮空极板222的宽度等于第二极板212的宽度，即第二极板212的形状与第二浮空极板222的形状相同。

在一个例子中，当第二极板212的面积小于第二浮空极板222的面积时，在沿第一极板211的周向方向上，第二浮空极板222的长度可以大于第二极板212的长度，且在沿第一极板211的中心点向四周扩散的方向上，第二浮空极板222的宽度等于第二极板212的宽度。

在一个例子中，当第二极板212的面积小于第二浮空极板222的面积时，在沿第一极板211的中心点向四周扩散的方向上，第二浮空极板222的宽度可以大于第二极板212的宽度，且在沿第一极板211的周向方向上，第二浮空极板222的长度等于第二极板212的长度。

在一个例子中，当第二极板212的面积小于第二浮空极板222的面积时，在沿第一极板211的周向方向上，第二浮空极板222的长度可以大于第二极板212的长度，且在沿第一极板211的中心点向四周扩散的方向上，第二浮空极板222的宽度大于第二极板212的宽度。

当第二极板212的面积小于第二浮空极板222的面积时，可以有利于避免第二浮空极板222与第二极板212刚好正对而出现死区导致测试精度下降的问题。例如，当第二极板的数量为两个且两个第二极板的尺寸相等时，若第二浮空极板的面积与第二极板的面积相等，则当第二浮空极板与任一第二极板正对时，无论第二浮空极板沿顺时针方向转动还是沿逆时针方向转动，另一第二极板与第二浮空极板之间形成的第二电容都会增加，则无法判断转子是顺时针旋转还是逆时针旋转。

在一些实施例中，第二极板212的数量大于或者等于3个。当第二极板212的数量至少为3个时，无论第二浮空极板222沿顺时针方向转动还是逆时针方向转动，均可以通过第二浮空极板222与对应的第二极板212之间形成第二电容的变化趋势判断转子220的旋转方向。例如，当第二浮空极板222与任一第二极板212正对时，若第二浮空极板222沿顺时针方向旋转，则位于该第二极板212顺时针方向一侧的另一第二极板212与第二浮空极板222构成的第二电容的电容值增加；若第二浮空极板222沿逆时针方向旋转，则位于该第二极板212逆时针方向一侧的另一第二极板212与第二浮空极板222构成的第二电容的电容值增加。此外，由于转子220相对于定子210的旋转过程中，第二极板212与第二浮空极板222之间的距离存在一定的波动，设置多个第二极板212可以有利于减小距离波动的影响，提高角度检测装置的准确性。

在一些实施例中，当第二极板212的数量为N个时，在沿第一极板211的周向方向上，第二浮空极板222的长度大于1个第二极板212的长度，且第二浮空极板222的长度小于N-1个第二极板212的总长度。可以理解的是，当第二浮空极板222的长度大于1个第二极板212时可以避免出现死区的问题，第二浮空极板222的长度还需要小于N-1个第二极板212的总长度，即第二浮空极板222在任一位置下至少与一个第二极板212不正对，如此至少可以根据未与第二浮空极板222正对的第二极板212判断第二浮空极板222所处的位置。

在图1中，以第一极板211为圆形，第二极板212为扇形；且第一浮空极板221的形状为圆形，第二浮空极板222的形状为扇形为例。并不构成对第一极板211的形状、第二极板212的形状、第一浮空极板221的形状以及第二浮空极板222的形状的限定。在一些实施例中，第一极板以及第二极板的形状均可以为三角形、四边形或者多边形等，相应的第一浮空极板以及第二浮空极板的形状可以根据第一极板以及第二极板的形状进行调整，以满足第一极板和第一浮空极板可以构成第一电容，第二极板与第二浮空极板可以构成第二电容，在转子相对于定子旋转时，可以根据第一电容和第二电容计算转子相对于定子的相对位置即可。

参考图1和图2，在一些实施例中，第一表面231上还可以设置有地线213，地线213与检测电路（图中未示出）连接，地线213环绕第一极板211的四周，且位于第一极板211和第二极板212之间。地线213可以保护第一极板211和第二极板212，避免静电在放电的过程中产生大量的电荷导致第一极板211和第二极板212的损坏或者检测电路的损坏的问题，提高角度检测装置的使用稳定性。

在一些实施例中，相邻第二极板212之间可以设置有绝缘层（图中未示出）。绝缘层可以避免相邻的第二极板212之间产生漏电的问题，进而避免对第二电容的电容值造成影响，提高角度检测装置的准确度。

在本实施例提供的附图中，以第二浮空极板222的数量为1个为例。在一些实施例中，第二浮空极板的数量可以为2个，2个第二浮空极板沿第一浮空极板的中心点对称设置，第二极板的数量为偶数。如此可以构成一个第一电容串联两个第二电容的结构，两个第二电容对称设置，当第二浮空极板与各自的第二极板正对时，两个第二电容的电容值相等，根据串联电容的计算公式也可以获取两个电容的电容值，进而根据第二电容的电容值计算第二极板与第二浮空极板的面积，根据第二极板的位置可以判断出第二浮空极板的位置，进而获取转子相对于定子的旋转角度。

本申请实施例提供的角度检测装置中，包括定子210和转子220，转子220可以相对于定子210旋转。定子210的第一表面231上具有第一极板211和第二极板212，转子220的第二表面232上具有相连接的第一浮空极板221和第二浮空极板222，第一浮空极板221与第一极板211构成第一电容，第二浮空极板222与第二极板212构成第二电容。当转子220相对于定子210旋转时，第一极板211与第一浮空极板221之间的正对面积不改变，第二浮空极板222会与不同的第二极板212构成不同的第二电容，第一极板211和第二极板212连接至检测电路中，第一电容和第二电容串联至检测电路中，第一电容的电容值已知，第二电容的电容值改变，基于串联电容的计算公式，可以计算出第二电容，进而根据第二电容的电容值可以计算出第二浮空极板222与对应的第二极板212的正对面积，如此可以获取第二浮空极板222与第二极板212的相对位置，即转子220的相对于定子210的旋转角度。由于定子210不需要转动，第一极板211和第二极板212的位置不发生改变，第一极板211和第二极板212可以更加稳定的连接至检测电路，转子220不需要通过接触点连接检测电路，如此，转子220相对于定子210旋转的过程中角度检测装置的稳定性和准确度较高。

根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种角度检测方法，采用上述实施例中任一项的角度检测装置进行，与前一实施例相同或者相应的部分，可参考前述实施例的相应说明，以下将不做详细赘述。

以下将结合图1所示的角度检测装置为例，对本申请实施例提供的角度检测方法进行说明，并不构成对角度检测装置的限定，当角度检测装置的结构调整后，对应的角度检测方法可以以具本申请实施例提供的角度检测方法做相应的调整。

角度检测方法包括：

将转子220相对于定子210沿旋转轴L从初始状态下旋转360°，其中，初始状态为图1中所示的状态，转子220的旋转可以为顺时针旋转或者逆时针旋转。在转子220的旋转过程中，获取每一第二极板212对应的电容-面积关系式以及面积-角度关系式，其中，电容-面积关系式中的电容为第一极板211与任一第二极板212之间的电容，电容-面积关系式以及面积-角度关系式中的面积为任一第二极板212与第二浮空极板222之间正对的有效面积，面积-角度关系式中的角度为转子相对于初始状态下旋转的角度。

已知串联电容的计算公式Cn=C1*C2/(C1+C2)，Cn为第一极板211与第二极板212之间的电容值，C1为第一电容的电容值，C2为第二电容的电容值；单个电容的计算公式为，ε为介电常数；S为极板正对有效面积；d为极板间距。

对于第一极板211与第一浮空极板221构成的第一电容来说，第一极板211与第一浮空极板221之间的介电常数、有效面积以及间距均不改变，则第一电容的电容值为固定值。

对于任一第二极板212与第二浮空极板222构成的第二电容来说，任一第二极板212与第二浮空极板222构成的第二电容中，介电常数以及极板间距均不改变，第二极板212与第二浮空极板222之间的有效面积发生改变。

因此，第一极板211与第二极板212之间的电容变化与第二电容的变化线性相关，第二电容的变化与第二极板212与第二浮空极板222之间的有效面积的变化线性相关，结合串联电容公式以及第二电容的计算公式可以获得表征第一极板211与任一第二极板212之间的电容变化，与第二极板212与第二浮空极板222之间正对的有效面积的变化关系的电容-面积关系式，每一第二极板212与第一极板211构成的电容均对应各自的电容-面积关系式。

根据一个第二极板212与第二浮空极板222之间正对的有效面积以及该第二极板212与其他第二极板212之间的位置关系，可以获取第二浮空极板222与多个第二极板212之间的相对位置关系，即可以获取转子220与定子210的相对位置关系。例如，图1所示的角度为0°，当第二浮空极板222旋转120°时，第二浮空极板222与图1中正对的第二极板212相邻的顺时针（或者逆时针）方向一侧的第二极板212正对；当第二浮空极板222旋转240°时，第二浮空极板222与图1中正对的第二极板212相邻的逆时针（或者顺时针）方向一侧的第二极板212正对；当第二浮空极板222与两个第二极板212正对时，两个第二极板212分别构成两个第二电容，根据不同的第二极板212对应的检测回路可以获取第一极板211与两个第二极板212分别构成的两个电容的电容值，进而基于各自的电容-面积关系式可以分别获取两个第二极板212与第二浮空极板222正对的面积。基于不同第二极板212与第二浮空极板222的正对面积，可以计算第二浮空极板222与不同第二极板212之间的相对位置关系，进而获取转子220与定子210的相对位置关系，即转子220的旋转角度。

进一步地，结合电容-面积关系式以及面积-角度关系式，可以获取每一第二极板212对应的电容-角度关系式。第一极板211与每一第二极板212之间分别对应有电容-面积关系式，结合电容-面积关系式以及面积-角度关系式，可以获得转子220在360°的旋转范围内不同位置状态下，第一极板211与不同第二极板212构成的电容对应的电容值。

在角度检测装置的应用过程中，转子220相对于定子210的旋转时，可以获取第一极板211与不同第二极板212之间的电容，进而根据串联电容的计算公式可以获取第二极板212与第二浮空极板222之间的实时电容；将实时电容带入上述电容-角度关系式，可以获取第二浮空极板222与不同第二极板212的有效面积，根据第二极板212与第二浮空极板222的正对面积，可以计算第二浮空极板222与第二极板212之间的相对位置关系，即转子220相对于定子210沿旋转轴L从初始状态下的实时旋转角度。

图3为本申请一实施例提供的一种第二浮空极板不同旋转角度下每一第二极板对应的有效面积与旋转角度的变化关系图。

在一些实施例中，将实时电容带入上述电容-角度关系式之前，还可以包括：判断第二浮空极板222所在的区间，区间表示为第二浮空极板222对应初始状态下旋转的角度范围。

例如，第二极板212的数量为3个时，以图1所示的状态下第二浮空极板222正对的第二极板212为Rx1，Rx1与第一极板211之间构成的第二电容的电容值为Ca；在图1所示的状态下第二浮空极板222顺时针旋转的120°后，第二浮空极板222正对的第二极板212为Rx2，Rx2与第一极板211之间构成的第二电容的电容值为Cb；在图1所示的状态下第二浮空极板222顺时针旋转的240°后，第二浮空极板222正对的第二极板212为Rx3，Rx3与第一极板211之间构成的第二电容的电容值为Cc。

分别计算X=（Ca+Cb）/（Ca+Cb+Cc）、Y=（Cb+Cc）/（Ca+Cb+Cc）以及Z=（Ca+Cc）/（Ca+Cb+Cc），并判断X、Y、Z中最接近1的数。结合参考图3，当X最接近1时，可以判断第二浮空极板222旋转在0°~120°的区间内；当Y最接近1时，可以判断第二浮空极板222旋转在120°~240°的区间内；当Z最接近1时可以判断第二浮空极板222旋转在240°~360°的区间内。通过上述方式初步判断第二浮空极板222所在的区间，再结合检测电路获取的实时电容进行计算，可以更快的得到第二浮空极板222所在位置。

本申请实施例提供的角度检测方法中，基于第一浮空极板221与第一极板211构成第一电容以及第二浮空极板222与第二极板212构成第二电容组成串联电容。由于转子220相对于定子210旋转时，第一极板211与第一浮空极板221之间的正对面积不改变，第一电容的电容值为固定值；第二浮空极板222会与不同的第二极板212构成不同的第二电容，则第一极板211与第二极板212之间的电容变化与第二电容的变化线性相关，第二电容的变化与第二极板212与第二浮空极板222之间的有效面积的变化线性相关，结合串联电容公式以及第二电容的计算公式可以获得表征，第一极板211与任一第二极板212之间的电容变化，与第二极板212与第二浮空极板222之间正对的有效面积的变化关系的电容-面积关系式，每一第二极板212与第一极板211构成的电容均对应各自的电容-面积关系式。基于不同第二极板212与第二浮空极板222的正对面积，可以计算第二浮空极板222与不同第二极板212之间的相对位置关系，进而获取转子220与定子210的相对位置关系，即转子220的旋转角度。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种角度检测装置，其特征在于，包括：

定子，所述定子的第一表面上具有间隔设置的第一极板和多个第二极板，多个所述第二极板环绕于所述第一极板四周，所述第一极板和所述第二极板与检测电路连接；

转子，所述转子的第二表面上具有相连接的第一浮空极板和第二浮空极板，所述第一浮空极板与所述第一极板正对以构成第一电容，所述第二浮空极板与所述第二极板正对以构成第二电容，在所述转子相对于所述定子旋转时，所述第一极板与所述第一浮空极板之间的正对面积不改变，所述第二浮空极板与不同的所述第二极板构成不同的所述第二电容，所述第一电容和所述第二电容串联至所述检测电路中；

其中，所述第一浮空极板在所述第一表面上的正投影位于所述第一极板在所述第一表面上的正投影内；所述第二极板在所述第一表面上的正投影位于所述第二浮空极板在所述第一表面上的正投影内；所述第二极板的数量大于或者等于3个；所述第二极板的数量为N个，在沿所述第一极板的周向方向上，所述第二浮空极板的长度大于1个所述第二极板的长度，且所述第二浮空极板的长度小于N-1个所述第二极板的总长度。

2.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一极板为圆形，所述第二极板为扇形；所述第一浮空极板的形状为圆形，所述第二浮空极板的形状为扇形。

3.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一表面上还设置有地线，所述地线与所述检测电路连接，所述地线环绕所述第一极板的四周，且位于所述第一极板和所述第二极板之间。

4.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述第二浮空极板的数量为2个，2个所述第二浮空极板沿所述第一浮空极板的中心点对称设置，所述第二极板的数量为偶数。

5.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，相邻所述第二极板之间设置有绝缘层。

6.一种角度检测方法，采用如权利要求1至5中任一项所述的角度检测装置进行，其特征在于，包括：

将所述转子相对于所述定子沿旋转轴从初始状态下旋转360°，并获取每一所述第二极板对应的电容-面积关系式以及面积-角度关系式，所述电容-面积关系式中的电容为所述第一极板与任一所述第二极板之间的电容，所述电容-面积关系式以及所述面积-角度关系式中的面积为任一所述第二极板与所述第二浮空极板之间正对的有效面积，所述面积-角度关系式中的角度为所述转子相对于所述初始状态下旋转的角度；

根据所述电容-面积关系式以及所述面积-角度关系式，获取每一所述第二极板对应的电容-角度关系式，所述电容-角度关系式中的电容为所述第一极板与任一所述第二极板之间的电容，所述电容-角度关系式中的角度为所述转子相对于所述初始状态下旋转的角度；

获取所述第二极板与所述第二浮空极板之间的实时电容；

将所述实时电容带入对应的所述电容-角度关系式，获取所述转子相对于所述定子沿所述旋转轴从所述初始状态下的实时旋转角度。