基於相干解調技術的角度傳感器解調結構的製作方法
2023-05-05 11:10:16
專利名稱：基於相干解調技術的角度傳感器解調結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於傳感器檢測技術領域，涉及ー種基於相干解調技術的角度傳感器解調結構。
背景技術：
RVDT 是旋轉可變差動變壓器(Rotary Variable Differential Transformer)的縮寫，屬於角位移傳感器，它採用差動變壓器式原理，即把機械部件的旋轉傳遞到角位移傳感器的軸上，帶動與之相連的擾流片/鐵心，改變線圈中的感應電壓/電感量，輸出與旋轉角度成比例的電壓/電流信號。RVDT非接觸設計，具有無限解析度、使用壽命長、精度高、適應不良環境(潮溼，鹽霧，出色的溫度穩定性)的特點，能實現360°轉動測量，廣泛應用於球閥閥位、液壓泵、叉車、機器人、風機等設備的傳動和反饋控制。RVDT傳感器的工作原理類似於差動式變壓器的工作原理。這種類型的傳感器主要由銜鐵芯、初級線圈和兩個次級線圈組成，初級線圈和次級線圈之間的距離能隨傳感器的伸縮而變化，即初級線圈和次級線圈間的互感量隨被測位移的改變而變化。RVDT傳感器的兩個次級線圈採用反向串接的方式，以差動方式輸出電壓信號。現有的RVDT傳感器解調方式多採用數字解調的方法，先使用高速模數轉換器採集RVDT返回數據，然後將數據送到處理器內部進行數字解調，解調的結果再經數模轉換器輸出，系統複雜，成本較高，且不易調試，另外受限於模數採集器的位數限制，RVDT解調準確度也比較差。
發明內容本實用新型的目的是提供一種基於相干解調技術的角度傳感器解調結構，解決了現有解調結構系統複雜，而且受限於模數採集器的位數限制，導致解調準確度差的問題。本實用新型所採用的技術方案是，一種基於相干解調技術的角度傳感器解調結構，包括在信號源和相干乘法器之間並聯有兩條線路，一條是功率放大器與RVDT傳感器構成的串聯線路，另一條是比較器單獨構成的線路；相干乘法器依次與低通濾波器、運算器連接。本實用新型的有益效果是，採用模擬方式實現，電路連接結構簡單，製作成本低，數據連續，精確度高。
圖I是現有的RVDT電氣控制線路結構示意圖；圖2是本實用新型的控制線路結構示意圖。圖中，I.信號源，2.功率放大器，3.比較器，4.相干乘法器，5.低通濾波器，6.運算器，7. RVDT傳感器。
具體實施方式
參照圖1，是RVDT傳感器的電氣控制線路結構示意圖，採用ー個輸入感應線圈和兩個輸出感應線圈，現有的解調技術採用感應線圈的輸出直接用於模數轉換及後續的數據處理。參照圖2，本實用新型的結構基於相干解調技術，採用載波與調製信號相干解調的方式實現信號的解調，具體連接結構是，包括在信號源I和相干乘法器4之間並聯有兩條線路，一條是功率放大器2與RVDT傳感器構成的串聯線路，另一條是比較器3單獨構成的線路；相干乘法器4依次與低通濾波器5、運算器6連接。 信號源I :通過激勵信號發生器產生正弦波數據，其頻率和幅度由配置存儲器中的控制字控制，激勵信號送至功率放大器2，正弦信號送到比較器3。功率放大器2 :信號源輸出信號經功率放大後，輸入至RVDT傳感器7中的初級線圈。比較器3 :將接收的正弦信號轉變為與信號源同頻同相的方波。相干乘法器4 :用於將RVDT傳感器7中的次級線圈的輸出信號與比較器3輸出的方波信號相乘。低通濾波器5 :相干乘法器4的輸出包含位移信號和高頻信號，通過低通濾波器5分離後輸出位移信號。本實用新型的工作原理是，激勵信號發生器產生正弦信號，經功率放大後接RVDT傳感器7中的初級線圏，同時該正弦信號經過比較器3產生ー組與原信號同頻同相的方波信號，在對RVDT傳感器7中的次級線圈的輸出解調時使用；RVDT傳感器7中的次級線圈輸出與比較器3輸出的方波信號相乗，相干乘法器4輸出含位移和高頻諧波信號，再通過低通濾波器5檢出位移信號，最後經過運算器6的輸出端即可得到需要的輸出信號。本實用新型公開了ー種基於相干解調的RVDT傳感器檢測技術電路連接關係簡單，數據連續，解調精度高，成本低廉。
權利要求1.一種基於相干解調技術的角度傳感器解調結構，其特徵在於包括在信號源(I)和相干乘法器(4)之間並聯有兩條線路，一條是功率放大器(2)與RVDT傳感器構成的串聯線路，另一條是比較器(3)單獨構成的線路；相干乘法器(4)依次與低通濾波器(5)、運算器(6)連接。
2.根據權利要求I所述的基於相干解調技術的角度傳感器解調結構，其特徵在於所述的功率放大器(2)輸出端與RVDT傳感器(7)中的初級線圈連接；RVDT傳感器(7)中的次級線圈與相干乘法器(4)輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基於相干解調技術的角度傳感器解調結構，包括在信號源和相干乘法器之間並聯有兩條線路，一條是功率放大器與RVDT傳感器構成的串聯線路，另一條是比較器線路；相干乘法器依次與低通濾波器、運算器連接。本實用新型的結構，激勵信號發生器產生正弦信號，經功率放大後接RVDT傳感器中的初級線圈，同時該正弦信號經過比較器產生一組與原信號同頻同相的方波信號；RVDT傳感器中的次級線圈輸出與比較器輸出的方波信號相乘，相干乘法器輸出含位移和高頻諧波信號，再通過低通濾波器檢出位移信號，最後經過運算器的輸出端即可得到需要的輸出信號，數據連續，解調精度高。
文檔編號G01B7/30GK202372137SQ20112051537
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者劉康, 曲巖, 王浩 申請人:西安瑞日電子發展有限公司