一种组合式微机变阻器的电阻调节方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变阻器调节技术领域，更具体涉及一种组合式微机变阻器的电阻调节 方法。
【背景技术】
[0002] 滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻 线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流大小。滑动变阻器的电阻丝一般是熔 点高，电阻大的镍铬合金，金属杆一般是电阻小的金属，所以电阻丝越长，电阻越大，电阻丝 越短，电阻越小。滑动变阻器给各种实验室、调试现场的工作带来了极大地便利。
[0003] 目前使用的滑动变阻器一般是单筒的或者双筒的。一般而言，大量程的变阻器由 于其磁桶上的单圈阻值决定了变阻器的分辨率。即如果一个变阻器由500圈单圈为1欧姆 的电阻丝做成，那么该变阻器的分辨率一般就是1欧姆，总量程是500欧姆。如果需要0. 5、 1. 5、1. 8等非分辨率整数倍的阻值时，该变阻器则显得无能为力。常见的变阻器的最大量程 越大，分辨能力就越小。同时，由于在实验室或者电气调试现场的走线等均为临时装置，常 见的滑动式变阻器需要反复用手来调节，外露部分也比较多存在操作风险，这些问题都这 给变阻器的使用带来不便。
【发明内容】
[0004] (一）要解决的技术问题
[0005] 本发明要解决的技术问题是如何实现大量程、高分辨率的变阻器的自动控制和调 节变阻器的阻值。
[0006] (二）技术方案
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种组合式微机变阻器的电阻调节方法， 所述方法包括以下步骤：
[0008] S1.确定大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制目标值，分4 种情况，分别为：
[0009] (l)Rm< Rj的情况，大变阻器控制器9、中变阻器控制器、精变阻器控制器的控制 目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc为零、中滑动变阻丝绕组的目 标电阻数值Rmz为零、精滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmj为Rm的值，其中，Rm为设定 的变阻器阻值，Rj为精滑动变阻丝绕组最大阻值；
[0010] ⑵Rj彡Rm < Rz+Rj/2的情况，大变阻器控制器、中变阻器控制器、精变阻器控制 器的控制目标值，分配结果为：粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc为零，中滑动变阻丝 绕组的目标电阻数值Rmz的计算按照式、精滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmj按照式（2) 进行计算：
[0011] Rmz = Rm-Rj/2 (1)
[0012] Rmj = Rj/2 (2)
[0013] 其中，Rz为中滑动变阻丝绕组最大阻值；；
[0014] (3) Rz+Rj/2 < Rm < Rc/2+Rz/2+Rj/2的情况，大变阻器控制器、中变阻器控制器、 精变阻器控制器的控制目标值，计算过程分别按照式（3)、式（4)、式（5)进行，
[0015] Rmc = Rm-Rz/2-Rj/2 (3)
[0016] Rmz = Rz/2 (4)
[0017] Rmj = Rj/2 (5)
[0018] 其中，Rc为粗滑动变阻丝绕组最大阻值；
[0019] (4) Rc/2+Rz/2+Rj/2彡Rm < Rc+Rz+Rj的情况，大变阻器控制器、中变阻器控制器、 精变阻器控制器的控制目标值，计算过程按照如下迭代过程进行计算，
[0020] 第一轮对大变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
[0021] 第一次判断下式是否成立，
[0022]
[0023] 其中，a = 0，b = 0，c = 0;
[0024]如果式（6)成立，则氺
，a = 0,停止迭代；
[0025] 如果式（6)不成立，则将a=l，b= 0，c= 0代入到式（6)中，第二次判断式（6) 是否成立，
[0026] 如果式（6)成立，则氺
=1,停止迭代；
[0027] 如果式（6)不成立，则将a= 2，b= 0，c= 0代入到式（6)中，第三次判断式（6) 是否成立，
[0028] 如果式（6)成立，则氺
.=2,停止迭代；
[0029] 如果式（6)不成立，则将a = 3，b= 0，c= 0代入到式（6)中，一直如此迭代，直 到a = x时满足式（6)所要求的条件，确定a的数值为X，停止迭代；确定粗滑动变阻丝绕 组的目标电阻数值Rmc如式（7)
[0030]
i7)
[0031] 如果一直迭代至a大于Rc/Rcj，式（6)仍然不能成立则取Rmc = Rc其中Rjc为粗 滑动变阻丝绕组的阻值分辨率；
[0032] 第二轮对中变阻器控制器的目标值进行迭代求解：
[0033] 第一次判断下式是否成立，
[0034]
[0035] 其中，b = 0，c = 0，
[0036] 如果式⑶成立，则将s b = 0,停止迭代；
[0037] 如果式⑶不成立，则将b = l，c = 0代入到式⑶中，第二次判断式⑶是否成 立，
[0038] 如果式⑶成立，则将 b=1，停止迭代；
[0039] 如果式⑶不成立，则将b = Z，c = U代入到式⑶中，第三次判断式⑶是否成 立，
[0040] 如果式⑶成立，则半
b=2,停止迭代；
[0041] 如果式⑶不成立，则将b = 3, c = 0代入到式（8)中，一直如此迭代，直到b = y时满足式（8)所要求的条件，确定b的数值为y，确定中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值 Rmz 为式（9)，
[0042]
( 9 )
[0043] 如果一直迭代至b大于Rc/Rcj，式（8)仍然不能成立则取Rmz = Rz，其中，Rjz为 中滑动变阻丝绕组的阻值分辨率；
[0044] 第三轮对精变阻器控制器的目标值用式（10)进行直接求解，
[0045] Rmj = | Rm-Rmz-Rmc (10)
[0046] 确定精滑动变阻丝绕组（60)的目标电阻数值Rmj ;
[0047] S2、将所述步骤S1得到的粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmc、中滑动变阻丝 绕组的目标电阻数值Rmz、精滑动变阻丝绕组的目标电阻数值Rmj，分别下发给大变阻器控 制器、中变阻器控制器、精变阻器控制器，作为这三个控制器的控制目标值；
[0048] S3、调节大变阻器阻值；
[0049] 大变阻器控制器通过驱动大步进电机经大联轴器带动大传动丝杠旋转，使得大传 动螺母、大传动杆、大滑动座沿着大滑杆滑动；同时，大变阻器控制器向大正极电流检测线、 大负极电流检测线施加一定的电压Vcs，检测流过大负极电流检测线的电流Ics，计算出粗 滑动变阻丝绕组的实际阻值Rcs，计算式为式（11)
[0050] Res = Vcs/Ics (11)
[0051] 其中，Ves为大变阻器控制器输出的电压，Ics为大变阻器控制器检测到的粗滑动 变阻丝绕组中的电流；
[0052] 调整大滑动座的位置，直到Res的数值与Rmc的差值小于或等于Rjc;
[0053] S4、调节中变阻器阻值；
[0054] 中变阻器控制器通过驱动中步进电机经中联轴器带动中传动丝杠旋转，使得中传 动螺母、中传动杆、中滑动座沿着中滑杆滑动；同时，中变阻器控制器向中正极电流检测线、 中负极电流检测线施加一定的电压Vzs，检测流过中负极电流检测线的电流Izs，计算出中 滑动变阻丝绕组的阻值Rzs，计算式为式（12)
[0055] Rzs = Vzs/Izs (12)
[0056] 其中，Vzs为中变阻器控制器输出的电压；Izs为中变阻器控制器检测到的中滑动 变阻丝绕组中的电流；Rzs为中变阻丝绕组的实际阻值；
[0057] 调整中滑动座（38)的位置，直到满足式（13)以及式（14)，
[0058] Rjj<|Rzs+Rcs-Rmz-Rmc(13)
[0059] Rjz ^ | Rmc-Rcs (14)
[0060] 其中，Rzs为中变阻丝绕组的实际阻值；Res粗滑动变阻丝绕组的实际阻值；Rmz为 中滑动变阻丝绕组的目标电阻数值；Rmc为粗滑动变阻丝绕组的目标电阻数值；Rjj为精滑 动变阻丝绕组的阻值分辨率；
[0061] S5、调节精变阻器阻值；
[0062] 精变阻器控制器通过驱动精步进电机经精联轴器带动