一种轴角传感器的轴角测控系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及轴角测控技术领域，具体设及一种轴角传感器的轴角测控系统及方 法。
【背景技术】
[0002] 获得精确的转角信息是自行火炮火控系统实现闭环控制和准确调炮的基础，轴角 传感器作为一种电磁式测角元件，由于具有体积小、精度高、坚固耐用等特点，被广泛应用 在工业及武器装备自动控制系统。准确及时地进行轴角传感器工作状态和性能的检查是自 行火炮火控系统装备保障的重要内容。现有技术中在对轴角传感器的性能进行测试时，通 常采用的是开环控制，无法随时根据得到的轴角信息进一步调整轴角传感器所处的动态环 境，并且无法进行连续多点的工作状态和性能测试，准确度与稳定度低，数据读取速度低， 在数据读取上浪费大量时间，降低了系统的测试速度。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种轴角传感器的轴角测控系统及方法，采用 闭环控制，能够对轴角传感器的工作状态和性能进行连续多点的测试，稳定性高，性能良 好，速度快，准确率高。
[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005] 基于本发明的一个方面，提供了一种轴角传感器的轴角测控系统，所述系统包括 主控及显示器、运动控制卡、轴角传感器W及轴角转换器；
[0006] 所述主控及显示器，通过接口与运动控制卡相连接，用于向所述运动控制卡发送 控制指令;还通过接口与轴角转换器相连接，用于接收并显示所述轴角转换器输出的轴角 真实值；
[0007] 所述运动控制卡，用于根据主控及显示器发送的所述控制指令驱动步进电机连续 运动，所述步进电机机械连接有一个联轴器；
[000引所述轴角传感器，固定于所述联轴器上，随动于所述步进电机而处于不同的动态 环境中，用于向所述轴角转换器发送带有角度信息的模拟电压信号；
[0009] 所述轴角转换器，用于接收所述轴角传感器发送的所述模拟电压信号，并将其转 换为数字信号并计算得到轴角真实值，然后将所述轴角真实值输出至所述主控及显示器。
[0010] 基于本发明的另一个方面，提供了一种轴角传感器的轴角测控方法，所述方法包 括：
[0011] S1、主控及显示器向运动控制卡发送控制指令，所述运动控制卡根据所述控制指 令驱动步进电机连续运动；
[0012] S2、轴角传感器随动于所述步进电机而处于不同的动态环境中，同时向所述轴角 转换器发送带有角度信息的模拟电压信号；
[0013] S3、所述轴角转换器接收所述模拟电压信号，并将其转换为数字信号并计算得到 轴角真实值，然后将所述轴角真实值输出至所述主控及显示器；
[0014] S4、所述主控及显示器接收并显示所述轴角转换器输出的所述轴角真实值，并根 据所述轴角真实值不断调整向所述运动控制卡发送的所述控制指令。
[0015] 本发明提供的一种轴角传感器的轴角测控系统及方法，通过采用主控及显示器控 制运动控制卡驱动步进电机运动，从而使轴角传感器处于不同的运动环境中，并接收轴角 转换器计算得到的轴角真实值，实现对轴角传感器工作状态和性能的闭环测试控制，精确 度高，并能根据得到的轴角真实值进一步调整轴角传感器所处的动态环境;另外所述轴角 转换器中采用AD2S83模块对数据进行转换处理，所述AD2S83模块功耗低、精度高、稳定性 好、可靠性高，并且能够直接将角度信号转换成二进制数字信号;轴角转换器中的AD2S83模 块和DSP模块之间通过74ATC16373S态锁存器来传输数据，提高了 DSP模块从AD2S83模块中 读取数据的速度，进而提高所述系统的实时性，并且在采用DSP模块组合计算轴角真实值时 能够修正大角度误差。本发明实现了轴角传感器的连续多点的动态测试，所述系统稳定性 高，性能良好，准确度高，能够直观的显示轴角传感器的工作状态和性能，为轴角类传感器 的技术检查和维修提供了有力手段。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例1的一种轴角传感器的轴角测控系统示意图；
[0017] 图2为本发明实施例1的一种轴角传感器的轴角测控系统中轴角转换器的连接示 意图；
[0018] 图3为本发明实施例1的一种轴角传感器的轴角测控系统中轴角转换器与轴角传 感器的硬件电路示意图；
[0019]图4为本发明实施例2的一种轴角传感器的轴角测控方法流程图。
【具体实施方式】
[0020] W下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0021] 实施例1、一种轴角传感器的轴角测控系统。W下结合图1至图3对本实施例提供的 轴角传感器的轴角测控系统进行详细说明。
[0022] 参见图1至图3,本实施例提供的一种轴角传感器的轴角测控系统包括主控及显示 器、运动控制卡、轴角传感器W及轴角转换器。
[0023] 所述主控及显示器，通过接口与运动控制卡相连接，用于向所述运动控制卡发送 控制指令;还通过接口与轴角转换器相连接，用于接收并显示所述轴角转换器输出的轴角 真实值。
[0024] 具体的，所述主控及显示器通过PCI接口与运动控制卡相连接，向所述运动控制卡 发送控制指令;还通过RS232接口与轴角转换器相连接，接收并显示所述轴角转换器输出的 轴角真实值，所述主控及显示器还根据接收的所述轴角真实值进一步调整向所述运动控制 卡发送的所述控制指令。
[0025] 所述运动控制卡，用于根据主控及显示器发送的所述控制指令驱动步进电机连续 运动，所述步进电机机械连接有一个联轴器。
[0026] 所述轴角传感器，固定于所述联轴器上，随动于所述步进电机而处于不同的动态 环境中，用于向所述轴角转换器发送带有角度信息的模拟电压信号。具体的，所述轴角传感 器为双通道的轴角传感器，用于向所述轴角转换器发送带有角度信息的粗机模拟电压信号 W及精机模拟电压信号。
[0027] 所述轴角转换器，用于接收所述轴角传感器发送的所述模拟电压信号，并将其转 换为数字信号并计算得到轴角真实值，然后将所述轴角真实值输出至所述主控及显示器。 [00 2引具体的，所述轴角转换器具体包括两个AD2S83模块、一个DSP模块W及两个 74ATC16373S态锁存器。
[0029] 第一 AD2S83模块，用于接收所述轴角传感器发送的带有角度信息的粗机模拟电压 信号，并将其转换为粗机数字信号。
[0030] 第二AD2S83模块，用于接收所述轴角传感器发送的带有角度信息的精机模拟电压 信号，并将其转换为精机数字信号。
[0031] 所述DSP模块，用于读取所述第一 AD2S83模块转换得到的粗机数字信号W及所述 第二AD2S83模块转换得到的精机数字信号，然后将所述粗机数字信号W及精机数字信号进 行计算组合得到轴角真实值，并将所述轴角真实值通过RS232接口输出至所述主控及显示 器。
[0032] 具体的，所述DSP模块具体包括粗机计算单元、精机计算单元W及组合修正单元。
[0033] 所述粗机计算单元，用于读取所述第一AD2S83模块转换得到的粗机数字信号，并 根据所述粗机数字信号计算出轴角所在区间。
[0034] 所述精机计算单元，用于读取所述第二AD2S83模块转换得到的精机数字信号，并 根据所述精机数字信号计算轴角在所述区间的精确值。
[0035] 所述组合修正单元，用于将所述区间与在所述区间的精确值进行组合，并修正组 合时产生的角度误差得到轴角真实值，并将其通过RS232接口输出至所述主控及显示器。
[0036] 第一 74ATC16373S态锁存器，用于连接所述第一 AD2S83模块W及DSP模块，并作为 所述第一 AD2S83模块W及DSP模块之间的接口忍片来传输数据。
[0037] 第二74ATC16373S态锁存器，用于连接所述第二AD2S83模块W及DSP模块，并作为 所述第二AD2S83模块W及DSP模块之间的接口忍片来传输数据。
[0038] 具体的，所述第一AD2S83模块接收所述双通道轴角传感器发送的带有角度信息的 粗机模拟电压信号，并将其转换为粗机数字信号;所述第二AD2S83模块接收所述双通道轴 角传感器发送的带有角度信息的精机模拟电压信号，并将其转换为精机数字信号。
[0039] 所述DSP模块通过所述第一 74ATC16373S态锁存器从所述第一 AD2S83模块中读取 粗机数字信号；同时通过所述第二74ATC16373S态锁存器从所述第二AD2S83模块中读取精 机数字信号;然后将所述粗机数字信号W及精机数字信号进行计算组合得到轴角真实值， 并将所述轴角真实值通过RS232接口输出至所述主控及显示器。
[0040] 所述轴角转换器还包括一个单稳态触发器74LS123,具体的，本实施例采用高速的 两个16位S态锁存器74ATC16373作为两个AD2S83模块和DSP模块之间的接口忍片，如图3所 示，所述DSP模块输出信号INHI到单稳态触发器7化S123的触发端B(包括Bl与B2)，INHI信号 为高电平时表示DSP模块没有读取数据，INHI信号为低电平表示DSP模块正读取两个所述 AD2S83模块中的数据。将两个所述AD2S83模块的脚SY信号线接到单稳态触发器7化S123的 触发端A(两个所述AD2S83模块的脚SY信号线分别接到单稳态触发器74LS123触发端Al和触 发端A2)，将单稳态触发器74LS123的脉冲输出端Q(包括Ql与Q2)分别接到两个=态锁存器 74ATC16373的锁存允许信号上。选取适当的电阻电容使单稳态触发器74LS123的输出脉冲 为IWns左右，运样当DSP模块不需要读取数据时，INHI信号置为高电平，每一个脚SY信号的 下降沿触发一个脉冲输出端Q(包括Ql与Q2)，将每次两个AD2S83模块转换得到的数字信号 分别锁存到对应的两个74ATC16373S态锁存器中。当DSP模块需要读取各通道的数据时，首 先把INHI信号置为低电平，也就阻止了S态锁存器74ATC16373的锁存脉冲的产生，从而禁 止了 S态锁存器7 4 A T C16 3 7 3中内容的变化，然后就可W分别读取每个S态锁存器 74ATC16373的数据，不需要加入任何等待状态，提高了 DSP模块从AD2S83模块中读取数据的 速度，同时也提高了所述系统的实时性。
[0041 ] 所述系统还包括供电电路W及电源监控器。
[0042] 所述供电电路，用于为所述轴角测控系统中的各个模块进行供电。
[0043] 所述电源监控器，通过RS232接口与所述主控