一种旋变与数字解析一体化的测角器的制作方法

本实用新型涉及一种测角器，具体涉及一种旋变与数字解析一体化的测角器。

背景技术：

角传感器是一种常用的几何量传感器，在航空航天、工业生产、机械制造以及军事科学等很多领域中都有广泛的使用，工业上主要存在以下几类测角方法：机械测角方法、电磁测角方法、光学测角方法和光电测角方法。目前，用于航天、航空、航海、兵器等领域的角度位置测控系统的旋变、编码器及参考源等，均采用分开的各个功能模块，其不足之处在于：抗干扰能力差、电路设计相对复杂、电路板体积较大等，影响设计相率及系统的可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种旋变与数字解析一体化的测角器，将旋变、数字编码器及参考源一体化设计，既提高了性能又减低成本，且使用方便，可广泛应用于航天、航空、航海、兵器等领域的角度位置测控系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种旋变与数字解析一体化的测角器，包括测角器本体，所述测角器本体采用一体化设计，所述测角器本体内设一工装及微控制单元(MCU)，所述工装上分别安装模块及旋转变压器，所述模块包括微电子线路板及其封装壳，所述模块与工装之间进行灌封处理，通过这种灌封处理后，大大增加了模块的抗振动能力，不至于影响测试结果。

进一步的，所述测角器本体整体为采用电磁兼容设计的测角器，由于该结构是直接连接在检测装备的机械结构上的，所以做好产品本身的电磁兼容设计尤为重要。

进一步的，所述微电子线路板包括参考源、励磁放大器、轴角编码器、信号处理单元、数字通信接口、电源及电源接口；

进一步的，所述参考源、励磁放大器、旋转变压器、轴角编码器、信号处理单元、数字通信接口、MCU及电源接口依次电连接，所述电源分别电连接参考源、轴角编码器、信号处理单元、数字通信接口及电源接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源为具有短路保护的高压升压电源。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述封装壳为装有密封导热胶的可伐材质壳。

进一步的，所述参考源与励磁放大器，励磁放大器与旋转变压器，旋转变压器与轴角编码器，轴角编码器与信号处理单元，信号处理单元与数字通信接口，数字通信接口与MCU，MCU与电源接口均为单向连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述测角器本体为圆柱形结构。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型与现有的技术相比，其代表在恶劣环境中的测角系统的一种趋势：小型化、使用方便、抗干扰能力强；集成了电源、激励放大器、功能安全特性的分解器和旋转变压器，且无需外部元件，即可激励分解器传感线圈，并同时计算旋转电机轴的角度和速率。轴角编码器的架构能够帮助设计人员提高终端设备的系统精度和稳定性，可广泛用于航天、航空、航海、兵器等领域的角度位置模拟及测控系统。抗高过载冲击设计，主要采用了灌封技术、隔振技术和多层介质吸收技术三方面来设计，提高系统的抗振动冲击能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述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实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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为实施例中所述的传统旋变器传感器控制电路原理图；

图2为本实用新型的结构主视图；

图3为本实用新型的结构侧视图；

图4为本实用新型的控制电路原理图。

具体实施方式

如图4所示的一种旋变与数字解析一体化的测角器，包括测角器本体1，所述测角器本体1采用一体化设计，所述测角器本体1内设一工装5及微控制单元(MCU)，所述工装5上分别安装模块3及旋转变压器4，所述模块3包括微电子线路板2及其封装壳6，所述模块3与工装5之间进行灌封处理，通过这种灌封处理后，大大增加了模块3的抗振动能力，不至于影响测试结果。

进一步的，所述测角器本体1整体为采用电磁兼容设计的测角器，由于该结构是直接连接在检测装备的机械结构上的，所以做好产品本身的电磁兼容设计尤为重要。

进一步的，所述微电子线路板2包括参考源21、励磁放大器22、轴角编码器23、信号处理单元24、数字通信接口25、电源26及电源接口27；

进一步的，所述参考源21、励磁放大器22、旋转变压器4、轴角编码器23、信号处理单元24、数字通信接口25、MCU及电源接口27依次电连接，所述电源26分别电连接参考源21、轴角编码器23、信号处理单元24、数字通信接口25及电源接口27。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源26为具有短路保护的高压升压电源。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述封装壳6为装有密封导热胶的可伐材质壳。

进一步的，所述参考源21与励磁放大器22，励磁放大器22与旋转变压器4，旋转变压器4与轴角编码器23，轴角编码器23与信号处理单元24，信号处理单元24与数字通信接口25，数字通信接口25与MCU，MCU与电源接口27均为单向连接。

如图2-3，所述测角器本体1为圆柱形结构。

旋转变压器4是用来精确测量角位置的高效装置，特别是在恶劣环境下表现更为出色，其机电传感器部分以可变耦合变压器的方式工作，其初级绕组和两个次级绕组之间的磁耦合量根据旋转部件(转子)位置而改变；转子通常安装在电机轴上。

旋转变压器4可部署在航天、航空、航海、兵器等领域以及工业电机控制、伺服器、机器人、混合动力和全电动汽车中的动力系统单元以及要求提供精确轴旋转的其他许多应用中。

同时，这些新的应用也对旋转变压器4以及传感器在位置感测精度、器件尺寸和可靠性提出了更高的要求，如图1所示，依靠多个电子元器件搭建传感器控制电路的传统设计，已经不再能满足客户的需求。

如图4所示，高集成度和强抗干扰性是本设计的最显著特征，它把旋转变压器4、旋变器线圈激磁放大器22、参考源21、轴角编码器23、信号处理单元24、具有短路保护功能的电源26和EMC系统保护诊断功能都集成在了一起，可省去传统方案中至少10个外部和无源元件，从而大大节省了印刷电路板空间。

本实用新型与现有的技术相比，其代表在恶劣环境中的测角系统的一种趋势：小型化、使用方便、抗干扰能力强；集成了电源26、激励放大器22、功能安全特性的分解器和旋转变压器，且无需外部元件，即可激励分解器传感线圈，并同时计算旋转电机轴的角度和速率。轴角编码器23的架构能够帮助设计人员提高终端设备的系统精度和稳定性，可广泛用于航天、航空、航海、兵器等领域的角度位置模拟及测控系统。

模拟前端集成比较器无需安装外部模数转换器，这有助于减轻量化噪声对传感器输入信号的影响，从而实现稳定性。最后通过系统内部自检及滤波等信号处理，增强了系统在恶劣环境的适应能力。

如图2-3所示，将旋转变压器4集成到一个工装上，可以直接和装备连接，使用方便，在一体化设计中，主要完成电磁兼容性(EMC)和抗振动两方面的设计。其中EMC设计主要采取以下几种措施：

①对具有潜在干扰源及对电磁能量敏感的元件和电路装置安装在微电路板上时，有源元件的位置、微电路板的走线、阻抗的匹配、接地的设计等等，均在EMC设计时加以考虑，对某些元件进行了屏蔽。

②内部连线一般会用来连接板级或其他内部子组件，包括走线方法和屏蔽的内部连线EMC设计。

③在板级的EMC设计和内部电缆设计完成以后，在机壳的屏蔽设计和所有缝隙、穿孔和电缆通孔做了相应的处理。

④着重解决了输入、输出电源和其他电缆滤波问题。抗高过载冲击

设计，主要采用了灌封技术、隔振技术和多层介质吸收技术三方面来设计，

提高系统的抗振动冲击能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。