多極旋變角度檢測儀的製作方法
2024-03-27 04:13:05 1
專利名稱：多極旋變角度檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於旋轉變壓器測角顯示技術領域，具體涉及一種應用於多極旋變的角度顯示電路系統。
背景技術：
旋轉變壓器是一種電磁感應式傳感器，用來測量旋轉物體的轉軸角位移和角速度，它由定子和轉子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。為了提高測量精度，採用雙通道旋轉變壓器。雙通道旋轉變壓器採用單相定子激磁、兩相定子感應輸出。在激磁繞組加上激磁電壓Uref後，在粗軸的定子繞組中感應出正餘弦電壓UC-Sin，UC-C0S，在精軸的定子繞組中也感應出正餘弦電壓Uf-sin，Uf-cos。該兩路信號經過適當的精度的相位模數轉換(A/D)就能得出粗機和精機的角度值。旋轉變壓器用於光電設備運動伺服控制系統中，作為角度位置的傳感和測量元件，其測角精度對其跟蹤精度具有很大影響。而市場上並未有能夠直接檢測旋變角度的儀器存在。專利號CN201655521U「通用旋轉變壓器解碼裝置和系統」，也只是介紹單極旋變的轉換模塊實現及分頻技術，不能直接用於旋變角度的顯示。對於多種極對數多極旋變通用顯示也不能滿足。僅對分頻等技術環節進行說明，也未介紹顯示形式及方式。並且現行的專利或論文都是對單一模塊如顯示板、低壓電源、高頻激磁電源及角度轉換單獨介紹，未有可直接顯示旋變角度的儀器介紹。因此，由於上述現有技術的種種缺陷，至今依然沒有一種方法能夠直接有效地顯示旋變角度的儀器。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種多極旋變角度檢測儀，能夠直觀顯示旋變的角度，且具有系統自檢功能。本實用新型為解決上述技術問題所採取的技術方案為多極旋變角度檢測儀，其特徵在於它包括激磁電源模塊、低壓電源模塊、角度測量模塊和數據顯示模塊，激磁電源模塊與所測多極旋轉變壓器和角度測量模塊連接提供激磁電源，低壓電源模塊與角度測量模塊和數據顯示模塊連接提供低壓電源；所述的角度測量模塊包括用於將旋轉變壓器粗機旋變信號解碼為對應的數字量的第一 A/D轉換模塊，用於將旋轉變壓器精機旋變信號解碼為對應的數字量的第二 A/D轉換模塊，用於將解碼後的數字量進行誤差糾錯和數據組合成為角度值的CPLD (ComplexProgramable Logic Device,複雜可編程邏輯器件)模塊，以及用於模擬產生旋變正弦信號的自檢模塊；其中第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸入端分別與多極旋轉變壓器的粗機旋變信號輸出端和精機旋變信號輸出端連接，第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸入端還與自檢模塊的輸出端連接；自檢模塊的反饋端與CPLD模塊連接；第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸出端分別與CPLD模塊連接，CPLD模塊的輸出端與所述的數據顯示模塊連接。按上述方案，所述的激磁電源模塊包括順次連接的整流電路、濾波電路、直流變壓器、400Hz信號源和功率放大器。按上述方案，所述的低壓電源模塊包括順次連接的整流電路、濾波電路和直流變壓器。按上述方案，所述的數據顯示模塊包括順次連接的並口數據緩存模塊、微控制器處理單元、串行控制模塊、LED驅動模塊和LED顯示模塊。本實用新型的有益效果為1、本實用新型採用兩個A/D轉換模塊分別對多極旋轉變壓器的粗機旋變信號和精機旋變信號進行採集轉換為二進位的數字量，然後在CPLD中對數字量進行誤差糾錯和數據組合，得到二進位角度值，通過分段查錶轉換為以度、分、秒、以及O. X秒的形式直接顯示多極旋變角度值，兩個A/D轉換模塊選用高精度角度A/D晶片，可顯示最高可以達到20位的角度值；本實用新型在角測量模塊增加了自檢模塊，在未接被測多極旋轉變壓器時，通過自檢模塊模擬產生旋變正弦信號輸入到CPLD模塊，從而輸出自檢值，通過自檢值檢驗設備是否工作正常，從而避免由於設備自身故障時產生的輸出值錯誤或誤差。2、本系統無需其它電源或模塊，方便使用，成本低，可靠性高。
圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。圖2為角度測量模塊的結構示意圖。圖3為低壓電源模塊的原理框圖。圖4為激磁電源模塊的原理框圖。圖5為數據顯示模塊的原理框圖。圖6為自檢模塊的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本實用新型做進一步說明。圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖，它包括激磁電源模塊、低壓電源模塊、角度測量模塊和數據顯示模塊，激磁電源模塊與所測多極旋轉變壓器和角度測量模塊連接提供激磁電源，低壓電源模塊與角度測量模塊和數據顯示模塊連接提供低壓電源，角度測量模塊的輸入端與所測多極旋轉變壓器的旋變信號輸出端連接，角度測量模塊的輸出端與數據顯示模塊連接。圖2為角度測量模塊的結構示意圖，角度測量模塊包括用於將旋轉變壓器粗機旋變信號解碼為對應的數字量的第一 A/D轉換模塊，用於將旋轉變壓器精機旋變信號解碼為對應的數字量的第二 A/D轉換模塊，用於將解碼後的數字量進行誤差糾錯和數據組合成為角度值的CPLD模塊，以及用於模擬產生旋變正弦信號的自檢模塊；其中第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸入端分別與多極旋轉變壓器的粗機旋變信號輸出端和精機旋變信號輸出端連接，第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸入端還與自檢模塊的輸出端連接；自檢模塊的反饋端與CPLD模塊連接；第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸出端分別與CPLD模塊連接，CPLD模塊的輸出端與所述的數據顯示模塊連接。圖2中的自檢模塊如圖6所示，自檢模塊中X16的跳線接到3腳時，啟動自檢功能。此時K1、K2兩個繼電器吸合，將Rl、R2、R3三個電阻的中間電阻兩端分壓出的模擬旋變正弦信號輸入到第一 A/D轉換模塊和第二 A/D轉換模塊的粗精通道，然後經轉換後輸出自檢值。極對數可選擇，不同極對數的自檢值輸出值不同。圖中的X10、X12、X13、X16均為跳線板，NI 為 CPLD。圖3為低壓電源模塊的原理框圖，包括順次連接的整流電路、濾波電路和直流變壓器。低壓電源模塊將輸入的220V交流電經整流濾波後得到非穩定的直流電壓，送入直流變壓器，即可在直流變壓器的輸出端得到所需的穩定直流電壓輸出。由於電源的波形輸出對紋波要求較高，所以本實施例在輸出又加了一級濾波模塊。圖4為激磁電源模塊的原理框圖，包括順次連接的整流電路、濾波電路、直流變壓器、400Hz信號源和功率放大器。激磁電源模塊將輸入的220V交流電經整流濾波後得到非穩定的直流電壓，送入直流變壓器，即可在直流變壓器的輸出端得到所需的±30V電壓輸出，± 30V電壓送入中頻電源板後，首先由一個文氏橋電路經自激震蕩後產生400Hz的7V左右的穩定電壓，再送入功率放大器，經調整後得到穩定的26V交流電輸出。圖5為數據顯示模塊的原理框圖，包括順次連接的並口數據緩存模塊、微控制器處理單元、串行控制模塊、LED驅動模塊和LED顯示模塊。其中微處理器選用8位單片機89C51，LED顯示模塊採用簡單可靠的數碼管顯示。工作時，並行數據經74LS245後送至89C51處理，再由串並轉換晶片74LS164將數據轉換成8位LED段碼數據，最後送顯示。雖然已結合具體實施例對本實用新型作了詳細的描述，但是顯而易見的是，這對此不構成任何限制，本領域的普通技術人員可根據所掌握的知識對所有技術等同物及它們組合進行替換，這些都落入本實用新型保護的範圍。
權利要求1.多極旋變角度檢測儀，其特徵在於它包括激磁電源模塊、低壓電源模塊、角度測量模塊和數據顯示模塊，激磁電源模塊與所測多極旋轉變壓器和角度測量模塊連接提供激磁電源，低壓電源模塊與角度測量模塊和數據顯示模塊連接提供低壓電源；所述的角度測量模塊包括用於將旋轉變壓器粗機旋變信號解碼為對應的數字量的第一 A/D轉換模塊，用於將旋轉變壓器精機旋變信號解碼為對應的數字量的第二 A/D轉換模塊，用於將解碼後的數字量進行誤差糾錯和數據組合成為角度值的CPLD模塊，以及用於模擬產生旋變正弦信號的自檢模塊；其中第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸入端分別與多極旋轉變壓器的粗機旋變信號輸出端和精機旋變信號輸出端連接，第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸入端還與自檢模塊的輸出端連接；自檢模塊的反饋端與CPLD模塊連接；第一 A/D轉換模塊和第一 A/D轉換模塊的輸出端分別與CPLD模塊連接，CPLD模塊的輸出端與所述的數據顯示模塊連接。
2.根據權利要求1所述的多極旋變角度檢測儀，其特徵在於所述的激磁電源模塊包括順次連接的整流電路、濾波電路、直流變壓器、400Hz信號源和功率放大器。
3.根據權利要求1所述的多極旋變角度檢測儀，其特徵在於所述的低壓電源模塊包括順次連接的整流電路、濾波電路和直流變壓器。
4.根據權利要求1所述的多極旋變角度檢測儀，其特徵在於所述的數據顯示模塊包括順次連接的並口數據緩存模塊、微控制器處理單元、串行控制模塊、LED驅動模塊和LED 顯示模塊。
專利摘要本實用新型提供多極旋變角度檢測儀，包括激磁電源模塊、低壓電源模塊、角度測量模塊和數據顯示模塊，激磁電源模塊和低壓電源模塊分別提供激磁、低壓電源；角度測量模塊包括用於將旋轉變壓器粗機旋變信號解碼為對應的數字量的第一A/D轉換模塊，用於將旋轉變壓器精機旋變信號解碼為對應的數字量的第二A/D轉換模塊，用於將解碼後的數字量進行誤差糾錯和數據組合成為角度值的CPLD模塊，以及用於模擬產生旋變正弦信號給CPLD模塊從而輸出自檢值的自檢模塊。本實用新型能夠直觀顯示旋變的角度，且具有系統自檢功能。
文檔編號G01B7/30GK202885776SQ20122049796
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者杜萬青, 李臨, 陳生奇, 樊新會 申請人:中國船舶重工集團公司第七一七研究所