适用于光电转台的双速旋转变压器接线自动检测装置及方法与流程

本发明属于电气技术领域，主要涉及一种双速旋转变压器接线的自动检测装置及方法，尤其涉及在典型光电转台中的旋转变压器电气接线的自动检测装置及方法。

背景技术：

光电转台是典型的光电稳瞄产品，当前光电转台轴角解算系统主要是依靠与电机同轴安装的旋转变压器对转台角度进行采集，并送入解算系统进行转换。因此，旋转变压器属于轴角解算系统的关键部件，只有保证了旋转变压器的正确接线安装才能保证得到准确的转台姿态信息，为光电转台的侦察，稳瞄控制提供支撑基础。

双速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，它是由两种不同极对数的定子和转子组成，其中定子绕组作为变压器的原边，接收激磁电源提供的励磁电压，转子绕组作为变压器的副边通过电磁耦合输出包含角度位移信息的信号为正，余弦模拟电压信号。轴角解算模块可以把模拟信号进行A/D转换后，为转台计算机控制提供角度位移信号。

目前，在实际的转塔装配过程中，因旋转变压器接线错误会直接导致输出的模拟电压信号不是正确的正，余弦模拟信号，后续的解算系统则得不到实际的角度信息。解决这种问题当前的方法是装调人员凭借经验手动对线序进行调换，再开机验证。若调换不正确则需要重复焊线再验证，效率十分低下。本发明就是为了当旋转变压器接线顺序出现错误时能取代现在人工倒线序的现状，能用一种自动判断正确线序的方法提高工作效率。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种适用于光电转台的双速旋转变压器接线自动检测装置及方法。先用枚举法对所有的接线线序组合进行枚举，然后将原始输入的线序通过改变信号切换模块的地址编码切换为枚举接线组合中的一种新的接线组合；然后轴角解算模块对该种接线组合进行解算，同时将解算结果回传到主控模块中。当点击检测开始按钮开始自动检测后，转台中的旋转变压器所匹配的电机在开启后带动转台匀速转动，轴角判断模块根据主控模块输入的轴角数据进行判断。

本发明的技术方案为：

所述一种适用于光电转台的双速旋转变压器接线自动检测装置，其特征在于：包括信号切换模块、主控模块、轴角解算模块、轴角判断模块和显示模块；

信号切换模块与待检测的双速旋转变压器连接，能够根据主控模块的地址信号切换双速旋转变压器的接线组合，并将当前接线组合下的双速旋转变压器输出信号提供给轴角解算模块；

所述轴角解算模块接收信号切换模块提供的双速旋转变压器输出信号，并进行角度解算，解算出的轴角数据输出给主控模块；

所述主控模块将轴角解算模块解算出的轴角数据输出给轴角判断模块；所述主控模块中存储待检测双速旋转变压器所有接线组合的地址信号，并将该地址信号自动逐一发送给信号切换模块；

所述轴角判断模块根据主控模块输入的轴角数据进行判断，并将判断结果输出给主控模块，主控模块将判断结果输出给显示模块显示。

进一步的优选方案，所述一种适用于光电转台的双速旋转变压器接线自动检测装置，其特征在于：采用若干带译码功能的模拟开关组成信号切换模块。

利用上述装置进行双速旋转变压器接线自动检测的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将待检测的双速旋转变压器与信号切换模块连接，

步骤2：主控模块从存储的所有接线组合地址信号中选择一个地址信号发送给信号切换模块；信号切换模块根据该地址信号对应的接线组合进行线序切换；

步骤3：将当前的接线组合下的双速旋转变压器输出信号提供给轴角解算模块；轴角解算模块进行角度解算，解算出的轴角数据通过主控模块输出给轴角判断模块；

步骤4：轴角判断模块从主控模块中等周期采集轴角数据数组D1，然后对轴角数据数组D1进行判断：

步骤4.1：判断轴角数据数组D1中是否包含零位数据，如果有，则对零位数据及其之后采集的数据进行加整圈值处理，然后进入步骤4.2，如果没有，则直接进入步骤4.2；

步骤4.2：对经过步骤4.1后的轴角数据数组进行判断：

1、轴角数据数组中的数据满足递增性；

2、轴角数据数组中相邻数据之差的波动性不超过10％；

如果满足上述1,2条件，则进入步骤5，否则返回步骤2；

步骤5：轴角判断模块向主控模块发送确认信号，代表当前接线组合为正确线序，主控模块对当前接线组合进行存储，并送显示模块显示。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、工作效率高，本发明对一个接线组合的处理时间由单片机运算晶振所决定，能对一种组合解算时间处理在毫秒级别，整个枚举穷尽时间也在1分钟中内，相比人工经验法大大节约时间，处理速度得到很大提升。

2、实现成本低、可靠性高，通过集成电路设计采用FPGA+单片机+外围电路即可实现，由于采用较为成熟的器件，其可靠性较高。

3、适用范围广，由于典型光电转台中电机与旋转变压器的同轴性，为本方法执行提供匀速条件，以使其投影能适用于多种不同光电转台。

4、扩展性高，由于采用双速旋转变压器，共2组8个信号，可以方便的增加通道的数量，具有良好的扩展性。

附图说明

图1是本发明自动检测系统的组成框图。

图2是本发明自动检测系统原理框图。

图3是本发明单个采集判断周期的关系示意图。

图4是单片机进行自动判断的程序流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本发明优先实例为我国在研某典型陆用光电转台系统中的一种双速旋转变压器。根据图2所示，该双速旋转变压器共有粗、精两组信号，共八根信号线。该双速旋转变压器与电机共轴安装在转台中，电机转动会带动旋转变压器随之转动。在本优选实施例中，直流电机及双速旋转变压器组成了本检测系统的输入端。

如图1所示，适用于光电转台的双速旋转变压器接线自动检测装置包括信号切换模块、主控模块、轴角解算模块、轴角判断模块和显示模块。信号切换模块与待检测的双速旋转变压器连接，能够根据主控模块的地址信号切换双速旋转变压器的接线组合，并将当前接线组合下的双速旋转变压器输出信号提供给轴角解算模块。所述轴角解算模块接收信号切换模块提供的双速旋转变压器输出信号，并进行角度解算，解算出的轴角数据输出给主控模块。所述主控模块将轴角解算模块解算出的轴角数据输出给轴角判断模块；所述主控模块中存储待检测双速旋转变压器所有接线组合的地址信号，并将该地址信号自动逐一发送给信号切换模块。所述轴角判断模块根据主控模块输入的轴角数据进行判断，并将判断结果输出给主控模块，主控模块将判断结果输出给显示模块显示。

在图2中，信号切换模块选用了八片八路译码模拟开关器件AD7051芯片，每片AD7051有八路模拟输入端，1路模拟输出端，具有译码器功能，能对不同的地址码进行解码，选择八路输入中的其中一路作为输出端，在信号切换模块中有3x8路地址段实现对八路模拟输入进行编码，输出8路模拟信号，实现对输入端的线序进行更新调整。主控模块主要由可编程器件EPM7192SQI160N实现。轴角判断模块由单片机STC89C58RD+完成，显示模块由8位数码管组成。

下面结合附图及优选实施例对本发明进行详述：

如图2所示，信号切换模块接收待检测的双速旋转变压器原始的线序M0{S0，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7}，主控模块FPGA通过对地址信号进行编码可实现对原始线序的调整，当系统检测开关SW打开时，FPGA生成一组新的接线线序组合对应的地址信号，如信号切换模块输出端变成M1{S0，S1，S2，S3，S4，S5，S7，S6}。M1线序的八路模拟信号作为轴角解算模块的输入端被解算为数字信号，数字信号范围为0～65535，其中65535代表旋转变压器的零位。此时轴角判断模块单片机以T1＝10ms为周期通过FPGA从轴角解算模块采样轴角数据数组Data1{D0,D1......,D8,D9},采样完成后对轴角数据数组Data1进行判别。判别结果作为FPGA的下一步的控制指令，当单片机判断Data1非正确线序下的轴角数据时，FPGA将重新生成下一个线序进行新的检测进程，而当单片机判断Data1为正常时，FPGA将保存当前的线序M1{S0，S1，S2，S3，S4，S5，S7，S6}作为正确的线序，并将其送入显示模块，在显示模块中显示。

检测系统中数据解析及判别功能程序由轴角判断模块单片机完成，如图4所示：

在步骤401中，单片机检测是否开始检测，查询检测周期开始标志，如果开始则接收新的线序信号Sn,然后进入步骤402，否则等待查询到开始标志；

在步骤402中，单片机以10ms作为采集周期通过FPGA从轴角解算模块中获取轴角数据，等时间间隔保证了在电机匀速转动过程中能保证数据的等差性，采集完成后存入当前数组Data1{D0,D1......,D8,D9}中，然后执行步骤403；

在步骤403中，单片机对Data1数组中的数据判断是否包含零位数据，即是否包含65535值，如果包含，执行步骤404；如果不包含则执行步骤405；

在步骤404中，单片机对零位值及其之后采集的数据进行加65535操作，完成后进入步骤405；

在步骤405中，单片机先从数据递增性对Data中的数据进行判别，如果满足，则进入步骤407，否则进入步骤406；

在步骤406中，代表该组数据不是正确的，单片机发送更新信号给到FPGA产生新的线序；

在步骤407中，单片机从数据差波动性对Data中的数据进行判别，如果满足，则进入步骤408，否则进入步骤406；

在步骤408中，单片机将发送显示信号到FPGA，代表判读出正确线序。

本发明能自动检测出正确线序，解决了目前人工焊接倒线验证的重复工作，提高了装调过程的工作效率，可靠使用。