一种小型化测角系统的制作方法

1.本实用新型涉及领域，具体是涉及一种小型化测角系统。


背景技术：

2.测角仪(goniometer)通指量度角度大小的装置，又称测角器、测角计、角度计、量角仪等。
3.目前的工业测角技术主要以霍尔传感器、光学编码器居多。但是由于霍尔传感器精度低，而光学编码器抗震动性差、抗腐蚀性弱，都难以胜任目前车载及船载等恶劣的工作环境，因此设计一种集带激磁信号，含数据采集、调制及运算的高稳定性的测角装置能够有效的解决现有测角设备不稳定性及不确定性的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，提供一种小型化测角系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的目前的工业测角技术主要以霍尔传感器、光学编码器居多。但是由于霍尔传感器精度低，而光学编码器抗震动性差、抗腐蚀性弱，都不能胜任目前车载及船载等恶劣的工作环境的问题。
5.为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种小型化测角系统，包括双通道多级变压器、角度转换模块、fpga处理器和通讯接口，所述双通道多级变压器与角度转换模块电性连接，所述角度转换模块用于接收双通道多级变压器产生的角度信息进行计算，并产生激磁信号供给双通道多级变压器，所述角度转换模块与fpga处理器电性连接，所述fpga处理器用于接收角度转换模块输出的数字量进行运算校验，所述fpga处理器与通讯接口电性连接，所述通讯接口用于将fpga处理器运算校验的最终结果输送至综合控制板。
7.优选的，所述双通道多级变压器采用32对极的粗精组合的j90xfs001型双通道多级旋变，所述双通道多级变压器内置转子，所述转子通过激磁信号线与角度转换模块电性连接。
8.优选的，所述角度转换模块上集成有ad2s1210型弦变数字转换器和激磁运放电路，所述ad2s1210型弦变数字转换器用于产生正弦波激励，所述正弦波激励通过激磁运放电路提供给双通道多级变压器。
9.优选的，所述激磁运放电路采用tca0372dwr2g型芯片。
10.优选的，所述角度转换模块上集成有采集运放电路，所述采集运放电路采用ad8692型运放器，所述采集运放电路用于采集双通道多级变压器产生的角度信号，并对采集到的角度信号进行调制，然后将符合的信号输送到ad2s1210型弦变数字转换器进行角度的数模转换
11.优选的，所述fpga处理器型号为ep4ce15f256，用于对ad2s1210型弦变数字转换器进行设置，使其输出双通道多级旋转变压器所需的激磁信号频率，另一方面将从ad2s1210
型弦变数字转换器输出的粗极及精极数字量进行运算校验，将得到的最终结果按照通讯协议通过rs422串口输出至综合控制板。
12.优选的，所述通讯接口为rs422型四线接口。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型基于ad2s1210型弦变数字转换器进行设计，ad2s1210是一款10位至16位分辨率弦变数字转换器，集成片上可编程正弦波振荡器，为旋转变压器提供正弦波激励，可以轻松地将激磁频率设置为2khz至20khz范围内的多个标准频率，同时产生的激磁信号经过tca0372dwr2g运放提供给双通道多级旋变，同时采用ad8692运算放大器用于采集双通道多级变压器产生的角度信号，并对采集到的角度信号进行调制，然后将符合的信号输送到ad2s1210型弦变数字转换器进行角度的数模转换，可对设备自身的方位角度，俯仰角度进行精准的测量。
附图说明
14.图1为本实用新型的系统框图；
15.图2为本实用新型中的ad2s1210型弦变数字转换器的硬件电路图；
16.图3为本实用新型中的激磁运放电路图；
17.图4为本实用新型中的采集运放电路图；
18.图5为本实用新型中的fpga处理器电路图；
19.图6为本实用新型中的通讯接口连接电路图。
具体实施方式
20.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
21.参照图1-5所示，一种小型化测角系统，包括双通道多级变压器、角度转换模块、fpga处理器和通讯接口，双通道多级变压器与角度转换模块电性连接，角度转换模块用于接收双通道多级变压器产生的角度信息进行计算，并产生激磁信号供给双通道多级变压器，角度转换模块与fpga处理器电性连接，fpga处理器用于接收角度转换模块输出的数字量进行运算校验，fpga处理器与通讯接口电性连接，通讯接口用于将fpga处理器运算校验的最终结果输送至综合控制板，通讯接口为rs422型四线接口。
22.双通道多级变压器采用32对极的粗精组合的j90xfs001型双通道多级旋转变压器，由定子与转子组成，其中激磁信号线与转子连接，如测量角度过程中需要连续朝同一个方向运动，此时就需要在转子中央安装滑环，同时双通道多级旋变工作时对安装环境及精度要求很高，因此将其安装于密封腔体内部以免工作时受到外界的雨水、盐雾、泥沙等的附着伤害。
23.角度转换模块上集成有ad2s1210型弦变数字转换器和激磁运放电路，ad2s1210型弦变数字转换器用于产生正弦波激励，正弦波激励通过激磁运放电路提供给双通道多级变压器，激磁运放电路采用tca0372dwr2g型芯片，ad2s1210是一款10位至16位分辨率弦变数字转换器，集成片上可编程正弦波振荡器，为双通道多级旋转变压器提供正弦波激励，可以轻松地将激磁频率设置为2khz至20khz范围内的多个标准频率，同时产生的激磁信号经过tca0372dwr2g运放提供给双通道多级旋转变压器。
24.角度转换模块上集成有采集运放电路，采集运放电路采用ad8692型运放器，采集运放电路用于采集双通道多级变压器产生的角度信号，并对采集到的角度信号进行调制，然后将符合的信号输送到ad2s1210型弦变数字转换器进行角度的数模转换。
25.fpga处理器为ep4ce15f256，采用altera的fpga，主要功能对ad2s1210型弦变数字转换器进行设置，使其输出双通道多级旋转变压器所需的激磁信号频率，另一方面将从ad2s1210型弦变数字转换器输出的粗极及精极数字量进行运算校验；再一方面将得到的最终结果按照通讯协议通过rs422串口输出至综合控制板。
26.综上所述，本实用新型的优点在于：可在各种恶劣的工作环境下的设备内应用，主要用来对设备自身的方位角度，俯仰角度进行精准的测量，并将计算的结果实时反馈到设备本身的综合控制系统，从而保证设备能够准确的运行。
27.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。


技术特征：
1.一种小型化测角系统，其特征在于，包括双通道多级变压器、角度转换模块、fpga处理器和通讯接口，所述双通道多级变压器与角度转换模块电性连接，所述角度转换模块用于接收双通道多级变压器产生的角度信息进行计算，并产生激磁信号供给双通道多级变压器，所述角度转换模块与fpga处理器电性连接，所述fpga处理器用于接收角度转换模块输出的数字量进行运算校验，所述fpga处理器与通讯接口电性连接，所述通讯接口用于将fpga处理器运算校验的最终结果输送至综合控制板。2.根据权利要求1所述的一种小型化测角系统，其特征在于，所述双通道多级变压器采用32对极的粗精组合的j90xfs001型双通道多级旋变，所述双通道多级变压器内置转子，所述转子通过激磁信号线与角度转换模块电性连接。3.根据权利要求2所述的一种小型化测角系统，其特征在于，所述角度转换模块上集成有ad2s1210型弦变数字转换器和激磁运放电路，所述ad2s1210型弦变数字转换器用于产生正弦波激励，所述正弦波激励通过激磁运放电路提供给双通道多级变压器。4.根据权利要求3所述的一种小型化测角系统，其特征在于，所述激磁运放电路采用tca0372dwr2g型芯片。5.根据权利要求4所述的一种小型化测角系统，其特征在于，所述角度转换模块上集成有采集运放电路，所述采集运放电路采用ad8692型运放器，所述采集运放电路用于采集双通道多级变压器产生的角度信号，并对采集到的角度信号进行调制，然后将符合的信号输送到ad2s1210型弦变数字转换器进行角度的数模转换。6.根据权利要求5所述的一种小型化测角系统，其特征在于，所述fpga处理器型号为ep4ce15f256，用于对ad2s1210型弦变数字转换器进行设置，使其输出双通道多级旋转变压器所需的激磁信号频率，另一方面将从ad2s1210型弦变数字转换器输出的粗极及精极数字量进行运算校验，将得到的最终结果按照通讯协议通过rs422串口输出至综合控制板。7.根据权利要求5所述的一种小型化测角系统，其特征在于，所述通讯接口为rs422型四线接口。

技术总结
本实用新型公开了一种小型化测角系统，涉及方位测量设备领域，包括双通道多级变压器、角度转换模块、FPGA处理器和通讯接口，双通道多级变压器与角度转换模块电性连接，角度转换模块用于接收双通道多级变压器产生的角度信息进行计算，并产生激磁信号供给双通道多级变压器，角度转换模块与FPGA处理器电性连接，FPGA处理器用于接收角度转换模块输出的数字量进行运算校验，FPGA处理器与通讯接口电性连接。本实用新型的优点在于：可在各种恶劣的工作环境下的设备内应用，主要用来对设备自身的方位角度，俯仰角度进行精准的测量，并将计算的结果实时反馈到设备本身的综合控制系统，从而保证设备能够准确的运行。而保证设备能够准确的运行。而保证设备能够准确的运行。


技术研发人员：李尊义 张炎 王建平 武仓
受保护的技术使用者：武汉华之洋科技有限公司
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/5/17