专利名称：多极旋变角度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于旋转变压器测角显示技术领域，具体涉及一种应用于多极旋变的角度显示电路系统。
背景技术：
旋转变压器是一种电磁感应式传感器，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，它由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。为了提高测量精度，采用双通道旋转变压器。双通道旋转变压器采用单相定子激磁、两相定子感应输出。在激磁绕组加上激磁电压Uref后，在粗轴的定子绕组中感应出正余弦电压UC-Sin，UC-C0S，在精轴的定子绕组中也感应出正余弦电压Uf-sin，Uf-cos。该两路信号经过适当的精度的相位模数转换(A/D)就能得出粗机和精机的角度值。旋转变压器用于光电设备运动伺服控制系统中，作为角度位置的传感和测量元件，其测角精度对其跟踪精度具有很大影响。而市场上并未有能够直接检测旋变角度的仪器存在。专利号CN201655521U“通用旋转变压器解码装置和系统”，也只是介绍单极旋变的转换模块实现及分频技术，不能直接用于旋变角度的显示。对于多种极对数多极旋变通用显示也不能满足。仅对分频等技术环节进行说明，也未介绍显示形式及方式。并且现行的专利或论文都是对单一模块如显示板、低压电源、高频激磁电源及角度转换单独介绍，未有可直接显示旋变角度的仪器介绍。因此，由于上述现有技术的种种缺陷，至今依然没有一种方法能够直接有效地显示旋变角度的仪器。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种多极旋变角度检测仪，能够直观显示旋变的角度，且具有系统自检功能。本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为多极旋变角度检测仪，其特征在于它包括激磁电源模块、低压电源模块、角度测量模块和数据显示模块，激磁电源模块与所测多极旋转变压器和角度测量模块连接提供激磁电源，低压电源模块与角度测量模块和数据显示模块连接提供低压电源；所述的角度测量模块包括用于将旋转变压器粗机旋变信号解码为对应的数字量的第一 A/D转换模块，用于将旋转变压器精机旋变信号解码为对应的数字量的第二 A/D转换模块，用于将解码后的数字量进行误差纠错和数据组合成为角度值的CPLD (ComplexProgramable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)模块，以及用于模拟产生旋变正弦信号的自检模块；其中第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输入端分别与多极旋转变压器的粗机旋变信号输出端和精机旋变信号输出端连接，第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输入端还与自检模块的输出端连接；自检模块的反馈端与CPLD模块连接；第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输出端分别与CPLD模块连接，CPLD模块的输出端与所述的数据显示模块连接。按上述方案，所述的激磁电源模块包括顺次连接的整流电路、滤波电路、直流变压器、400Hz信号源和功率放大器。按上述方案，所述的低压电源模块包括顺次连接的整流电路、滤波电路和直流变压器。按上述方案，所述的数据显示模块包括顺次连接的并口数据缓存模块、微控制器处理单元、串行控制模块、LED驱动模块和LED显示模块。本实用新型的有益效果为1、本实用新型采用两个A/D转换模块分别对多极旋转变压器的粗机旋变信号和精机旋变信号进行采集转换为二进制的数字量，然后在CPLD中对数字量进行误差纠错和数据组合，得到二进制角度值，通过分段查表转换为以度、分、秒、以及O. X秒的形式直接显示多极旋变角度值，两个A/D转换模块选用高精度角度A/D芯片，可显示最高可以达到20位的角度值；本实用新型在角测量模块增加了自检模块，在未接被测多极旋转变压器时，通过自检模块模拟产生旋变正弦信号输入到CPLD模块，从而输出自检值，通过自检值检验设备是否工作正常，从而避免由于设备自身故障时产生的输出值错误或误差。2、本系统无需其它电源或模块，方便使用，成本低，可靠性高。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。图2为角度测量模块的结构示意图。图3为低压电源模块的原理框图。图4为激磁电源模块的原理框图。图5为数据显示模块的原理框图。图6为自检模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。图1为本实用新型一实施例的结构示意图，它包括激磁电源模块、低压电源模块、角度测量模块和数据显示模块，激磁电源模块与所测多极旋转变压器和角度测量模块连接提供激磁电源，低压电源模块与角度测量模块和数据显示模块连接提供低压电源，角度测量模块的输入端与所测多极旋转变压器的旋变信号输出端连接，角度测量模块的输出端与数据显示模块连接。图2为角度测量模块的结构示意图，角度测量模块包括用于将旋转变压器粗机旋变信号解码为对应的数字量的第一 A/D转换模块，用于将旋转变压器精机旋变信号解码为对应的数字量的第二 A/D转换模块，用于将解码后的数字量进行误差纠错和数据组合成为角度值的CPLD模块，以及用于模拟产生旋变正弦信号的自检模块；其中第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输入端分别与多极旋转变压器的粗机旋变信号输出端和精机旋变信号输出端连接，第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输入端还与自检模块的输出端连接；自检模块的反馈端与CPLD模块连接；第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输出端分别与CPLD模块连接，CPLD模块的输出端与所述的数据显示模块连接。图2中的自检模块如图6所示，自检模块中X16的跳线接到3脚时，启动自检功能。此时K1、K2两个继电器吸合，将Rl、R2、R3三个电阻的中间电阻两端分压出的模拟旋变正弦信号输入到第一 A/D转换模块和第二 A/D转换模块的粗精通道，然后经转换后输出自检值。极对数可选择，不同极对数的自检值输出值不同。图中的X10、X12、X13、X16均为跳线板，NI 为 CPLD。图3为低压电源模块的原理框图，包括顺次连接的整流电路、滤波电路和直流变压器。低压电源模块将输入的220V交流电经整流滤波后得到非稳定的直流电压，送入直流变压器，即可在直流变压器的输出端得到所需的稳定直流电压输出。由于电源的波形输出对纹波要求较高，所以本实施例在输出又加了一级滤波模块。图4为激磁电源模块的原理框图，包括顺次连接的整流电路、滤波电路、直流变压器、400Hz信号源和功率放大器。激磁电源模块将输入的220V交流电经整流滤波后得到非稳定的直流电压，送入直流变压器，即可在直流变压器的输出端得到所需的±30V电压输出，± 30V电压送入中频电源板后，首先由一个文氏桥电路经自激震荡后产生400Hz的7V左右的稳定电压，再送入功率放大器，经调整后得到稳定的26V交流电输出。图5为数据显示模块的原理框图，包括顺次连接的并口数据缓存模块、微控制器处理单元、串行控制模块、LED驱动模块和LED显示模块。其中微处理器选用8位单片机89C51，LED显示模块采用简单可靠的数码管显示。工作时，并行数据经74LS245后送至89C51处理，再由串并转换芯片74LS164将数据转换成8位LED段码数据，最后送显示。虽然已结合具体实施例对本实用新型作了详细的描述，但是显而易见的是，这对此不构成任何限制，本领域的普通技术人员可根据所掌握的知识对所有技术等同物及它们组合进行替换，这些都落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.多极旋变角度检测仪，其特征在于它包括激磁电源模块、低压电源模块、角度测量模块和数据显示模块，激磁电源模块与所测多极旋转变压器和角度测量模块连接提供激磁电源，低压电源模块与角度测量模块和数据显示模块连接提供低压电源；所述的角度测量模块包括用于将旋转变压器粗机旋变信号解码为对应的数字量的第一 A/D转换模块，用于将旋转变压器精机旋变信号解码为对应的数字量的第二 A/D转换模块，用于将解码后的数字量进行误差纠错和数据组合成为角度值的CPLD模块，以及用于模拟产生旋变正弦信号的自检模块；其中第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输入端分别与多极旋转变压器的粗机旋变信号输出端和精机旋变信号输出端连接，第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输入端还与自检模块的输出端连接；自检模块的反馈端与CPLD模块连接；第一 A/D转换模块和第一 A/D转换模块的输出端分别与CPLD模块连接，CPLD模块的输出端与所述的数据显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的多极旋变角度检测仪，其特征在于所述的激磁电源模块包括顺次连接的整流电路、滤波电路、直流变压器、400Hz信号源和功率放大器。
3.根据权利要求1所述的多极旋变角度检测仪，其特征在于所述的低压电源模块包括顺次连接的整流电路、滤波电路和直流变压器。
4.根据权利要求1所述的多极旋变角度检测仪，其特征在于所述的数据显示模块包括顺次连接的并口数据缓存模块、微控制器处理单元、串行控制模块、LED驱动模块和LED 显示模块。
专利摘要本实用新型提供多极旋变角度检测仪，包括激磁电源模块、低压电源模块、角度测量模块和数据显示模块，激磁电源模块和低压电源模块分别提供激磁、低压电源；角度测量模块包括用于将旋转变压器粗机旋变信号解码为对应的数字量的第一A/D转换模块，用于将旋转变压器精机旋变信号解码为对应的数字量的第二A/D转换模块，用于将解码后的数字量进行误差纠错和数据组合成为角度值的CPLD模块，以及用于模拟产生旋变正弦信号给CPLD模块从而输出自检值的自检模块。本实用新型能够直观显示旋变的角度，且具有系统自检功能。
文档编号G01B7/30GK202885776SQ20122049796
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者杜万青, 李临, 陈生奇, 樊新会 申请人:中国船舶重工集团公司第七一七研究所