CN108107232B - 一种角度信号的数字化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于角度信号解算技术，具体涉及一种用于多功能探头传感器攻角的角度信号的数字化方法。多功能探头传感器在修正静压时需引入数字化后的攻角信号，该信号通过总线从大气数据计算机获得，这样，攻角的动态响应、精度都受到影响。本发明采用解算电路，预先在控制器DSP中建立Pratio与数字量角度的关系数据表，针对接收到的旋转角度，通过控制器DSP计算Pratio，并查表确定所对应的数字量角度。实现简单，对角度信号的动态响应高，数字化的精度高，适合集成化、数字化高的角度传感器中使用。

Description

一种角度信号的数字化方法
技术领域
本发明属于角度信号解算技术，具体涉及一种用于多功能探头传感器攻角的角度信号的数字化方法。
背景技术
多功能探头传感器为飞机提供攻角、总压、静压、等大气参数，攻角信号模拟量提供给飞控系统，飞控系统对攻角信号的模拟量数字化后，通过总线发送给大气数据计算机；多功能探头传感器在修正静压时需引入数字化后的攻角信号，该信号通过总线从大气数据计算机获得，这样，攻角的动态响应、精度都受到影响。
发明内容
发明目的：提供一种用于多功能探头传感器攻角角度信号的数字化方法，用于解决多功能探头传感器从飞控系统获取数字量攻角时，动态响应慢和精度较低的问题。
技术方案：本发明的角度信号的数字化方法，采用解算电路，其中旋转变压器接收测量得到的旋转角度，其H输出端通过第一信号隔离电路后输入第一减法电路的正相输入端，其CT输出端通过第二信号隔离电路后分别输入第一减法电路的反相输入端和第二减法电路的反相输入端，其L输出端通过第三信号隔离电路后输入第二减法电路的正相输入端；第一减法电路的输出端经过第一整流滤波电路后输入A/D转换器的第一通道，第二减法电路的输出端经过第二整流滤波电路后输入所述A/D转换器的第二通道；所述A/D转换器的输出端与控制器DSP连接，并由控制器DSP输出数字化的角度信号；该方法预先在控制器DSP中建立Pratio与数字量角度的关系数据表，针对接收到的旋转角度，通过控制器DSP计算Pratio，并查表确定所对应的数字量角度，其中：
Figure BDA0001458850110000021
对于计算得到的Pratio，若关系数据表中无对应值时，选择与计算得到的Pratio相邻的两个参数值，通过插值的方法解算出角度。
所述旋转变压器(1)与旋转部件相连，将旋转部件的角度信号转换为电信号。
所述隔离电路、减法电路、整流滤波电路和A/D转换器集成在印制电路板上。
所述整流滤波电路为全波整流电路和无限增益二阶低通滤波器的组合。
该方法的数字量角度误差控制在0.1°以内。
有益效果：本发明角度信号的数字化方法的采用旋转变压器，具有无限分辨率，能准确的将角度转换为电信号输出；隔离电路将旋转变压器的输出与后续电路隔离，提高了信号的输入阻抗，使电路的阻抗特性更好；减法电路在原始信号进行运算，避免了信号的多重转换后的失真和延时；A/D转换器能同时将模拟信号H-CT和L-CT转换为数字信号并传输至控制器，提高了角度信号数字化的实时性；控制器通过角度解算算法将角度解算为数字量，提高了角度数字化的误差。该方法实现简单，对角度信号的动态响应高，数字化的精度高，适合集成化、数字化高的角度传感器中使用。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是本发明数字化方法中角度解算算法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。
参考图1～图2。本发明角度信号的数字化方法，采用解算电路，该电路包括旋转变压器、隔离电路、减法电路、整流滤波电路、A/D转换器，旋转变压器的转动轴与旋转部件相连，将旋转部件的角度信号转换为电信号，旋转变压器与隔离电路通过导线连接、隔离电路、减法电路、整流滤波电路、A/D转换器集成在印制电路板上，将旋转变压器输出的交流电压信号转换为数字信号，角度解算算法通过预先标定的数据表和插值算法，解算出数字量角度。
该方法实现的原理为：旋转变压器将角度信号转换为电信号H、CT、L，通过隔离电路与减法电路连接，其中电信号H、L分别作为被减数，电信号作为减数，减法电路的输出(H-CT、L-CT)分别经过整流滤波电路转换为直流信号、A/D转换器为多通道同步转换器，同时将经过滤波整流后的信号转换为数字信号，并发送至控制器DSP，控制器DSP按照角度解算算法解算出数字量角度。
本发明角度信号的数字化方法实现简单，为了提高数字量角度的精度，设计了预先标定的方法，并将标定数据表存储在存储器中，设计了特殊的解算算法和查表算法来实现高精度的角度计算。适合在现有集成度越来越高的角度传感器中进行推广应用，具有较大的实际应用价值。

Claims (6)

1.一种角度信号的数字化方法，其特征是：该方法采用解算电路，其中旋转变压器接收测量得到的旋转角度，其H输出端通过第一信号隔离电路后输入第一减法电路的正相输入端，其CT输出端通过第二信号隔离电路后分别输入第一减法电路的反相输入端和第二减法电路的反相输入端，其L输出端通过第三信号隔离电路后输入第二减法电路的正相输入端；第一减法电路的输出端经过第一整流滤波电路后输入A/D转换器的第一通道，第二减法电路的输出端经过第二整流滤波电路后输入所述A/D转换器的第二通道；所述A/D转换器的输出端与控制器DSP连接，并由控制器DSP输出数字化的角度信号；该方法预先在控制器DSP中建立Pratio与数字量角度的关系数据表，针对接收到的旋转角度，通过控制器DSP计算Pratio，并查表确定所对应的数字量角度，其中：
Figure FDA0002475852810000011
查表确定所对应的数字量角度，包括：
查表确定两点(Xn,Yn)和(Xn+1,Yn+1)，Xn＜Pratio＜Xn+1；
待测角度
Figure FDA0002475852810000012
2.根据权利要求1所述的角度信号的数字化方法，其特征是：对于计算得到的Pratio，若关系数据表中无对应值时，选择与计算得到的Pratio相邻的两个参数值，通过插值的方法解算出角度。
3.根据权利要求1或2所述的角度信号的数字化方法，其特征是：所述旋转变压器(1)与旋转部件相连，将旋转部件的角度信号转换为电信号。
4.根据权利要求1或2所述的角度信号的数字化方法，其特征是：所述隔离电路、减法电路、整流滤波电路和A/D转换器集成在印制电路板上。
5.根据权利要求1或2所述的角度信号的数字化方法，其特征是：所述整流滤波电路为全波整流电路和无限增益二阶低通滤波器的组合。
6.根据权利要求1或2所述的角度信号的数字化方法，其特征是：该方法的数字量角度误差控制在0.1°以内。
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