專利名稱：多極旋變角度檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于旋轉(zhuǎn)變壓器測角顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于多極旋變的角度顯示電路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)變壓器是一種電磁感應(yīng)式傳感器，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，它由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應(yīng)電壓。為了提高測量精度，采用雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器。雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器采用單相定子激磁、兩相定子感應(yīng)輸出。在激磁繞組加上激磁電壓Uref后，在粗軸的定子繞組中感應(yīng)出正余弦電壓UC-Sin，UC-C0S，在精軸的定子繞組中也感應(yīng)出正余弦電壓Uf-sin，Uf-cos。該兩路信號經(jīng)過適當(dāng)?shù)木鹊南辔荒?shù)轉(zhuǎn)換(A/D)就能得出粗機(jī)和精機(jī)的角度值。旋轉(zhuǎn)變壓器用于光電設(shè)備運(yùn)動伺服控制系統(tǒng)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。而市場上并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(zhuǎn)變壓器解碼裝置和系統(tǒng)”，也只是介紹單極旋變的轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)及分頻技術(shù)，不能直接用于旋變角度的顯示。對于多種極對數(shù)多極旋變通用顯示也不能滿足。僅對分頻等技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行說明，也未介紹顯示形式及方式。并且現(xiàn)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(zhuǎn)換單獨(dú)介紹，未有可直接顯示旋變角度的儀器介紹。因此，由于上述現(xiàn)有技術(shù)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(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)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(tǒng)自檢功能。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為多極旋變角度檢測儀，其特征在于它包括激磁電源模塊、低壓電源模塊、角度測量模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，激磁電源模塊與所測多極旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)顯示模塊連接提供低壓電源；所述的角度測量模塊包括用于將旋轉(zhuǎn)變壓器粗機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將旋轉(zhuǎn)變壓器精機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將解碼后的數(shù)字量進(jìn)行誤差糾錯和數(shù)據(jù)組合成為角度值的CPLD (ComplexProgramable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件)模塊，以及用于模擬產(chǎn)生旋變正弦信號的自檢模塊；其中第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端分別與多極旋轉(zhuǎn)變壓器的粗機(jī)旋變信號輸出端和精機(jī)旋變信號輸出端連接，第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)顯示模塊包括順次連接的并口數(shù)據(jù)緩存模塊、微控制器處理單元、串行控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED顯示模塊。本實(shí)用新型的有益效果為1、本實(shí)用新型采用兩個A/D轉(zhuǎn)換模塊分別對多極旋轉(zhuǎn)變壓器的粗機(jī)旋變信號和精機(jī)旋變信號進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)字量，然后在CPLD中對數(shù)字量進(jìn)行誤差糾錯和數(shù)據(jù)組合，得到二進(jìn)制角度值，通過分段查表轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊選用高精度角度A/D芯片，可顯示最高可以達(dá)到20位的角度值；本實(shí)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(zhuǎn)變壓器時，通過自檢模塊模擬產(chǎn)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(yàn)設(shè)備是否工作正常，從而避免由于設(shè)備自身故障時產(chǎn)生的輸出值錯誤或誤差。2、本系統(tǒng)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(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為角度測量模塊的結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)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(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)顯示模塊，激磁電源模塊與所測多極旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)顯示模塊連接。圖2為角度測量模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，角度測量模塊包括用于將旋轉(zhuǎn)變壓器粗機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將旋轉(zhuǎn)變壓器精機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將解碼后的數(shù)字量進(jìn)行誤差糾錯和數(shù)據(jù)組合成為角度值的CPLD模塊，以及用于模擬產(chǎn)生旋變正弦信號的自檢模塊；其中第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端分別與多極旋轉(zhuǎn)變壓器的粗機(jī)旋變信號輸出端和精機(jī)旋變信號輸出端連接，第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)換模塊和第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊的粗精通道，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出自檢值。極對數(shù)可選擇，不同極對數(shù)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(jīng)整流濾波后得到非穩(wěn)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(wěn)定直流電壓輸出。由于電源的波形輸出對紋波要求較高，所以本實(shí)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(jīng)整流濾波后得到非穩(wěn)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后，首先由一個文氏橋電路經(jīng)自激震蕩后產(chǎn)生400Hz的7V左右的穩(wěn)定電壓，再送入功率放大器，經(jīng)調(diào)整后得到穩(wěn)定的26V交流電輸出。圖5為數(shù)據(jù)顯示模塊的原理框圖，包括順次連接的并口數(shù)據(jù)緩存模塊、微控制器處理單元、串行控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED顯示模塊。其中微處理器選用8位單片機(jī)89C51，LED顯示模塊采用簡單可靠的數(shù)碼管顯示。工作時，并行數(shù)據(jù)經(jīng)74LS245后送至89C51處理，再由串并轉(zhuǎn)換芯片74LS164將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位LED段碼數(shù)據(jù)，最后送顯示。雖然已結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳細(xì)的描述，但是顯而易見的是，這對此不構(gòu)成任何限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)所掌握的知識對所有技術(shù)等同物及它們組合進(jìn)行替換，這些都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.多極旋變角度檢測儀，其特征在于它包括激磁電源模塊、低壓電源模塊、角度測量模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，激磁電源模塊與所測多極旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)顯示模塊連接提供低壓電源；所述的角度測量模塊包括用于將旋轉(zhuǎn)變壓器粗機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將旋轉(zhuǎn)變壓器精機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將解碼后的數(shù)字量進(jìn)行誤差糾錯和數(shù)據(jù)組合成為角度值的CPLD模塊，以及用于模擬產(chǎn)生旋變正弦信號的自檢模塊；其中第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端分別與多極旋轉(zhuǎn)變壓器的粗機(jī)旋變信號輸出端和精機(jī)旋變信號輸出端連接，第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊和第一 A/D轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)顯示模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多極旋變角度檢測儀，其特征在于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(jù)權(quán)利要求1所述的多極旋變角度檢測儀，其特征在于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(jù)權(quán)利要求1所述的多極旋變角度檢測儀，其特征在于所述的數(shù)據(jù)顯示模塊包括順次連接的并口數(shù)據(jù)緩存模塊、微控制器處理單元、串行控制模塊、LED驅(qū)動模塊和LED 顯示模塊。
專利摘要本實(shí)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(shù)據(jù)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于將旋轉(zhuǎn)變壓器粗機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第一A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將旋轉(zhuǎn)變壓器精機(jī)旋變信號解碼為對應(yīng)的數(shù)字量的第二A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將解碼后的數(shù)字量進(jìn)行誤差糾錯和數(shù)據(jù)組合成為角度值的CPLD模塊，以及用于模擬產(chǎn)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(shí)用新型能夠直觀顯示旋變的角度，且具有系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者杜萬青, 李臨, 陳生奇, 樊新會 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所