CN103018656A - 旋转变压器角度检测电路功能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转变压器角度检测电路功能测试系统，测试设备通过微处理器与被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片通讯，满足测试过程中对解码集成芯片的配置和信息捕获，检测被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片的角度解析是否准确、复位功能是否正常，检测被测试的旋转变压器角度检测电路的返回输入模块是否存在故障，检测被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块是否存在故障。本发明的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，测试成本低，测试时间短。
Description
技术领域
本发明涉及自动化测试技术，特别涉及一种旋转变压器角度检测电路功能测试系统。
背景技术
旋转变压器（resolver/transformer）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。
旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化。
永磁同步电机在工业得到广泛应用，为了能方便的对永磁同步电机进行控制、监视、调速，有必要对永磁同步电机的转速进行测量，从而提高自动化程度。
对永磁同步电机转速进行检测的方法有使用光电解码器和旋转变压器(Resolver)。
旋转变压器转速检测系统，如图1所示，包括旋转变压器、微处理器MCU、旋转变压器角度检测电路；
所述旋转变压器角度检测电路，包括激励输出模块、返回输入模块、解码集成芯片；
所述解码集成芯片，包括通信接口、激励输出接口、sin输入接口、cos输入接口、角度寄存器、故障寄存器；
所述sin输入接口，用于同返回输入模块的sin输出端连接；
所述cos输入接口，用于同返回输入模块的cos输出端连接；
所述解码集成芯片，通过通信接口同微处理器MCU通信，接收微处理器MCU发送的激励输出参数或复位指令；
所述解码集成芯片，依照激励输出参数，通过激励输出接口输出内部激励信号到所述激励输出模块；
所述解码集成芯片，根据sin输入接口及cos输入接口输入的信号，诊断得到返回输入模块的故障状态，并根据sin输入接口及cos输入接口输入的信号计算得到的转子角度；
所述解码集成芯片，当接收到复位指令时进行复位，使角度寄存器、故障寄存器恢复到初始状态；
所述角度寄存器，用于保存所述解码集成芯片当前计算得到的转子角度；
所述故障寄存器，用于保存所述解码集成芯片诊断得到的返回输入模块的故障状态；
所述激励输出模块，用于对所述解码集成芯片的激励输出接口输出的内部激励信号进行转换，输出外部激励信号到旋转变压器的原边线圈；
所述返回输入模块，包括sin返回输入端、cos返回输入端、sin输出端、cos输出端；sin返回输入端、cos返回输入端用于接旋转变压器的副边线圈；sin输出端接所述解码集成芯片的sin输入接口，cos输出端接所述解码集成芯片的cos输入接口；
所述返回输入模块，用于对sin返回输入端、cos返回输入端输入的信号（旋转变压器的副边线圈两端的信号）进行转换，输出到所述解码集成芯片。
所述微处理器MCU，用于发送激励输出参数或复位信号到所述解码集成芯片，并从所述解码集成芯片的角度寄存器读取转子角度，根据转子角度变化计算得到电机转速。
使用旋转变压器转速检测系统检测永磁同步电机转速时，如图2所示，旋转变压器的副边（转子绕组）安装于电机传动轴上，当电机转动时，旋转变压器副边（转子绕组）与电机传动轴同步转动，并通过原边（定子绕组）输入电信号和副边（转子绕组）输出电信号，旋转变压器角度检测电路根据发送到旋转变压器的定子绕组的激励信号，及从旋转变压器的转子绕组接收的返回信号，解析出转子角度，微处理器MCU根据转子角度变化计算得到电机转速。
图3所示，为激励信号及旋转变压器的副边输出的sin信号、cos信号示意图。
影响旋转变压器转速检测系统的转速检测准确性的因素，主要是激励输出模块输出的外部激励信号、返回输入模块输入到解码集成芯片两路旋波信号、解码集成芯片解析转子角度的准确度、MCU计算电机转子转速的精确度，由于MCU是根据软件算法计算电机转子转速，因此通常只需要对旋转变压器角度检测电路的功能进行检测。
现有的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，如图4所示，包括旋转变压器测试台架、一计算机PC；
旋转变压器测试台架，包括旋转变压器、转子驱动装置；
现有的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，通过计算机PC设定激励输出参数等配置信息，MCU将计算机设定的激励输出参数等配置信息发送到旋转变压器角度检测电路，旋转变压器角度检测电路按照激励输出参数，输出激励信号exc到旋转变压器测试台架的旋转变压器的原边，旋转变压器在转子驱动装置驱动下转动，模拟电机转子上的旋转变压器工作，MCU从旋转变压器角度检测电路读取转子角度，通过软件算法计算出电机转速并上传到计算机PC上，人们根据电机转速的恒定转速以及动态误差，分析确定旋转变压器角度检测电路的功能。现有的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，需要设置实体的旋转变压器及转子驱动装置，测试环境太过复杂并且测试时间太长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种旋转变压器角度检测电路功能测试系统，能实现对旋转变压器角度检测电路的快速自动化下线测试，测试成本低，时间短。
为解决上述技术问题，本发明提供的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其包括测试设备、波形发生器、微处理器、第一开关、第二开关；
所述微处理器同所述测试设备通信；
所述微处理器，用于从所述测试设备接收激励输出参数，发送所述激励输出参数到被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片，从所述解码集成芯片的角度寄存器读取转子角度并输出到所述测试设备；
所述激励输出参数包括激励旋波频率ω；
所述波形发生器，用于输出一频率为ω的正弦波；
所述第一开关，一端接旋转变压器角度检测电路的返回输入模块的sin返回输入端，另一端用于接所述频率为ω的正弦波或地；
所述第二开关，一端接旋转变压器角度检测电路的返回输入模块的cos返回输入端，另一端用于接所述频率为ω的正弦波或地；
所述测试设备，用于发送激励输出参数到所述微处理器，并从所述微处理器接收转子角度。
较佳的，所述测试设备，根据从所述微处理器接收的转子角度同设定转子角度θ的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
较佳的，所述测试设备，同所述波形发生器通信；
所述测试设备发送激励旋波频率ω到所述波形发生器；
所述波形发生器，根据所述测试设备发来激励旋波频率ω，输出一频率为ω的正弦波。
较佳的，所述测试设备，还用于控制所述第一开关的另一端接所述频率为ω的正弦波或地，控制所述第二开关的另一端接所述频率为ω的正弦波或地。
较佳的，当所述第一开关的另一端接所述频率为ω的正弦波，所述第二开关的另一端接地时，根据从所述微处理器接收的转子角度同90度或270度的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
当所述第一开关的另一端接地，所述第二开关的另一端接所述频率为ω的正弦波时，根据从所述微处理器接收的转子角度同0度或180度的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
当所述第一开关的另一端及所述第二开关的另一端都接所述频率为ω的正弦波时，根据从所述微处理器接收的转子角度同45度或225度的差值，得到旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
较佳的，所述微处理器，还用于从所述解码集成芯片的故障寄存器读取故障状态并输出到所述测试设备；
所述测试设备，还根据所述微处理器送来的故障状态，判断旋转变压器角度检测电路的返回输入模块存在的故障。
较佳的，所述微处理器，还用于从所述测试设备接收复位指令并发送到被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片；
所述测试设备，在发送复位指令到所述微处理器后，如果在设定周期内所述微处理器送来的故障状态、转子角度都为初始值，则判断所述解码集成芯片的复位功能正常。
较佳的，功能测试系统还包括一激励波形检测模块；
所述激励波形检测模块，用于检测被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块输出的外部激励信号的波形信息；
所述测试设备，根据所述激励波形检测模块检测的外部激励信号的波形信息，同与激励输出参数相适应的设定波形信息之间的差别，判断被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块存在的故障。
本发明的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，通过配置波形发生器模拟产生旋转变压器的波形输入信号，实现对旋转变压器角度检测电路的快速自动化下线测试，省却了实体的旋转变压器台架和驱动设备，极大的降低了成本，缩短了测试时间，并避免人为评估结果，测试结果一致性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是旋转变压器转速检测系统示意图；
图2是旋转变压器转速检测系统工作原理示意图；
图3是旋转变压器主边输入信号及副边输出信号示意图；
图4是现有的旋转变压器角度检测电路功能测试系统示意图；
图5是本发明的旋转变压器角度检测电路功能测试系统一实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
被测试的旋转变压器角度检测电路，包括激励输出模块、返回输入模块、解码集成芯片；
所述解码集成芯片，包括通信接口、激励输出接口、sin输入接口、cos输入接口、角度寄存器、故障寄存器；
所述sin输入接口，用于同返回输入模块的sin输出端连接；
所述cos输入接口，用于同返回输入模块的cos输出端连接；
所述解码集成芯片，通过通信接口同微处理器通信，接收微处理器发送的激励输出参数或复位指令；
所述解码集成芯片，依照激励输出参数，通过激励输出接口输出内部激励信号到所述激励输出模块；
所述解码集成芯片，根据sin输入接口及cos输入接口输入的信号，诊断得到返回输入模块的故障状态；
所述解码集成芯片，根据sin输入接口及cos输入接口输入的信号计算得到转子角度；
所述解码集成芯片，当接收到复位指令时进行复位，使角度寄存器、故障寄存器恢复到初始状态；
所述角度寄存器，用于保存所述解码集成芯片当前计算得到的转子角度；
所述故障寄存器，用于保存所述解码集成芯片诊断得到的返回输入模块的故障状态；
所述激励输出模块，用于对所述解码集成芯片的激励输出接口输出的内部激励信号进行转换，输出外部激励信号；
所述返回输入模块，包括sin返回输入端、cos返回输入端、sin输出端、cos输出端，sin输出端接所述解码集成芯片的sin输入接口，cos输出端接所述解码集成芯片的cos输入接口；
所述返回输入模块，用于对sin返回输入端、cos返回输入端输入的信号进行转换，输出到所述解码集成芯片。
旋转变压器角度检测电路功能测试系统，如图5所示，包括测试设备、波形发生器、微处理器MCU、第一开关、第二开关；
所述微处理器同所述测试设备通信；
所述微处理器，用于从所述测试设备接收激励输出参数，发送所述激励输出参数到被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片，从所述解码集成芯片的角度寄存器读取转子角度并输出到所述测试设备；
所述激励输出参数包括激励旋波频率ω；
所述波形发生器，用于输出一频率为ω的正弦波；
所述第一开关，一端接旋转变压器角度检测电路的返回输入模块的sin返回输入端，另一端用于接所述频率为ω的正弦波或地；
所述第二开关，一端接旋转变压器角度检测电路的返回输入模块的cos返回输入端，另一端用于接所述频率为ω的正弦波或地；
所述测试设备，用于发送激励输出参数到所述微处理器，并从所述微处理器接收转子角度。
较佳的，所述测试设备，根据从所述微处理器接收的转子角度同设定转子角度θ的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
实施例二
基于实施例一，所述测试设备，同所述波形发生器通信；
所述测试设备发送激励旋波频率ω到所述波形发生器；
所述波形发生器，根据所述测试设备发来激励旋波频率ω，输出一频率为ω的正弦波。
实施例三
基于实施例二，所述测试设备，还用于控制所述第一开关的另一端接所述频率为ω的正弦波或地，控制所述第二开关的另一端接所述频率为ω的正弦波或地。
实施例四
基于实施例三，所述测试设备，当所述第一开关的另一端接所述频率为ω的正弦波，所述第二开关的另一端接地时，根据从所述微处理器接收的转子角度同90度或270度的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
当所述第一开关的另一端接地，所述第二开关的另一端接所述频率为ω的正弦波时，根据从所述微处理器接收的转子角度同0度或180度的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
当所述第一开关的另一端及所述第二开关的另一端都接所述频率为ω的正弦波时，根据从所述微处理器接收的转子角度同45度或225度的差值，得到旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
实施例五
基于实施例四，所述微处理器，还用于从所述解码集成芯片的故障寄存器读取故障状态并输出到所述测试设备；
所述测试设备，还根据所述微处理器送来的故障状态，判断输出旋转变压器角度检测电路的返回输入模块存在的故障。
实施例六
基于实施例五，所述微处理器，还用于从所述测试设备接收复位指令并发送到被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片；
所述测试设备，在发送复位指令到所述微处理器后，如果在设定周期内所述微处理器送来的故障状态、转子角度都为初始值，则判断输出所述解码集成芯片的复位功能正常。
实施例七
基于实施例六，功能测试系统还包括一激励波形检测模块；
所述激励波形检测模块，用于检测被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块输出的外部激励信号的波形信息（如占空比、周期、峰峰值、上升时间等）；
所述测试设备，根据所述激励波形检测模块检测的外部激励信号的波形信息，同与激励输出参数相适应的设定波形信息之间的差别，判断输出被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块存在的故障。
本发明的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，测试设备通过微处理器MCU与被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片通讯，满足测试过程中对解码集成芯片的配置和信息捕获，检测被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片的角度解析是否准确、复位功能是否正常，检测被测试的旋转变压器角度检测电路的返回输入模块是否存在故障，检测被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块是否存在故障。
本发明的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，通过配置波形发生器模拟产生旋转变压器的波形输入信号，实现对旋转变压器角度检测电路的快速自动化下线测试，省却了实体的旋转变压器台架和驱动设备，极大的降低了成本，缩短了测试时间，并避免人为评估结果，测试结果一致性强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，功能测试系统包括测试设备、波形发生器、微处理器、第一开关、第二开关；
所述微处理器同所述测试设备通信；
所述微处理器，用于从所述测试设备接收激励输出参数，发送所述激励输出参数到被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片，从所述解码集成芯片的角度寄存器读取转子角度并输出到所述测试设备；
所述激励输出参数包括激励旋波频率ω；
所述波形发生器，用于输出一频率为ω的正弦波；
所述第一开关，一端接旋转变压器角度检测电路的返回输入模块的sin返回输入端，另一端用于接所述频率为ω的正弦波或地；
所述第二开关，一端接旋转变压器角度检测电路的返回输入模块的cos返回输入端，另一端用于接所述频率为ω的正弦波或地；
所述测试设备，用于发送激励输出参数到所述微处理器，并从所述微处理器接收转子角度。
2.根据权利要求1所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
所述测试设备，根据从所述微处理器接收的转子角度同设定转子角度θ的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
3.根据权利要求2所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
所述测试设备，同所述波形发生器通信；
所述测试设备发送激励旋波频率ω到所述波形发生器；
所述波形发生器，根据所述测试设备发来激励旋波频率ω，输出一频率为ω的正弦波。
4.根据权利要求2所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
所述测试设备，还用于控制所述第一开关的另一端接所述频率为ω的正弦波或地，控制所述第二开关的另一端接所述频率为ω的正弦波或地。
5.根据权利要求4所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，所述测试设备，
当所述第一开关的另一端接所述频率为ω的正弦波，所述第二开关的另一端接地时，根据从所述微处理器接收的转子角度同90度或270度的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
当所述第一开关的另一端接地，所述第二开关的另一端接所述频率为ω的正弦波时，根据从所述微处理器接收的转子角度同0度或180度的差值，输出旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
当所述第一开关的另一端及所述第二开关的另一端都接所述频率为ω的正弦波时，根据从所述微处理器接收的转子角度同45度或225度的差值，得到旋转变压器角度检测电路的角度解析准确度测试结果。
6.根据权利要求1所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
所述微处理器，还用于从所述解码集成芯片的故障寄存器读取故障状态并输出到所述测试设备；
所述测试设备，还根据所述微处理器送来的故障状态，判断旋转变压器角度检测电路的返回输入模块存在的故障。
7.根据权利要求6所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
所述微处理器，还用于从所述测试设备接收复位指令并发送到被测试的旋转变压器角度检测电路的解码集成芯片；
所述测试设备，在发送复位指令到所述微处理器后，如果在设定周期内所述微处理器送来的故障状态、转子角度都为初始值，则判断所述解码集成芯片的复位功能正常。
8.根据权利要求1所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
功能测试系统还包括一激励波形检测模块；
所述激励波形检测模块，用于检测被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块输出的外部激励信号的波形信息；
所述测试设备，根据所述激励波形检测模块检测的外部激励信号的波形信息，同与激励输出参数相适应的设定波形信息之间的差别，判断被测试的旋转变压器角度检测电路的激励输出模块存在的故障。
9.根据权利要求1到8任一项所述的旋转变压器角度检测电路功能测试系统，其特征在于，
所述被测试的旋转变压器角度检测电路，包括激励输出模块、返回输入模块、解码集成芯片；
所述解码集成芯片，包括通信接口、激励输出接口、sin输入接口、cos输入接口、角度寄存器、故障寄存器；
所述sin输入接口，用于同返回输入模块的sin输出端连接；
所述cos输入接口，用于同返回输入模块的cos输出端连接；
所述解码集成芯片，通过通信接口同微处理器通信，接收微处理器发送的激励输出参数或复位指令；
所述解码集成芯片，依照激励输出参数，通过激励输出接口输出内部激励信号到所述激励输出模块；
所述解码集成芯片，根据sin输入接口及cos输入接口输入的信号，诊断得到返回输入模块的故障状态；
所述解码集成芯片，根据sin输入接口及cos输入接口输入的信号计算得到转子角度；
所述解码集成芯片，当接收到复位指令时进行复位，使角度寄存器、故障寄存器恢复到初始状态；
所述角度寄存器，用于保存所述解码集成芯片当前计算得到的转子角度；
所述故障寄存器，用于保存所述解码集成芯片诊断得到的返回输入模块的故障状态；
所述激励输出模块，用于对所述解码集成芯片的激励输出接口输出的内部激励信号进行转换，输出外部激励信号；
所述返回输入模块，包括sin返回输入端、cos返回输入端、sin输出端、cos输出端，sin输出端接所述解码集成芯片的sin输入接口，cos输出端接所述解码集成芯片的cos输入接口；
所述返回输入模块，用于对sin返回输入端、cos返回输入端输入的信号进行转换，输出到所述解码集成芯片。
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