CN113295086A - 旋转变压器的精度测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种旋转变压器的精度测试系统。所述精度测试系统包括：驱动电机；驱动器，与驱动电机电连接，用于控制驱动电机转动；旋转变压器，其转子安装在驱动电机的旋转轴上，用于基于旋转轴的转动输出旋变信号；编码器，安装在驱动电机的旋转轴上，用于基于旋转轴的转动输出编码信号；主控制器，包括模数转换接口和数字信号接口，模数转换接口与旋转变压器的输出接口电连接，数字信号接口与编码器的输出接口电连接，用于通过模数转换接口对旋变信号进行模数转换，以得到第一旋转角度信息，通过数字信号接口接收并解析编码信号，以得到第二旋转角度信息，以及基于第一旋转角度信息和第二旋转角度信息之间的差异，确定旋转变压器的测量精度。

Description

旋转变压器的精度测试系统

技术领域

本申请涉及车辆试验技术领域，尤其涉及一种旋转变压器的精度测试系统。

背景技术

旋转变压器是新能源车辆中的关键部件，其可以作为位置检测传感器。为了保证旋转变压器的检测精度，在新能源车辆电驱动开发阶段，需要对旋转变压器的精度进行测试。

目前，传统的精度测试方案是采用旋转变压器和编码器分别检测电机的转转速信号，由可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)对编码器采集的转速信号进行处理后传输给测试台架的上位机，并由解码芯片对旋转变压器采集的转速信号进行解码后传输给测试台架的上位机，该上位机通过比对接收到的两种信号来实现对旋转变压器的精度测试。

但是，由于PLC的最大处理频率有限，无法满足精度测试需求，并且上位机接收到两种信号的相位差过大，导致测试结果不准确。有鉴于此，亟需一种能够满足测试需求且能够准确测试旋转变压器的精度的方案。

发明内容

本申请实施例提供一种旋转变压器的精度测试系统，能够满足测试需求且能够准确测试旋转变压器的精度。

为了实现上述目的，本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种旋转变压器的精度测试系统，包括：

驱动电机；

驱动器，与所述驱动电机电连接，用于控制所述驱动电机转动；

旋转变压器，所述旋转变压器的转子安装在所述驱动电机的旋转轴上，用于基于所述旋转轴的转动输出相应的旋变信号；

编码器，安装在所述驱动电机的旋转轴上，用于基于所述旋转轴的转动输出相应的编码信号；

主控制器，包括模数转换接口和数字信号接口，所述模数转换接口与所述旋转变压器的输出接口电连接，所述数字信号接口与所述编码器的输出接口电连接，用于通过所述模数转换接口对所述旋变信号进行模数转换，以得到所述旋转轴的第一旋转角度信息，通过所述数字信号接口接收并解析所述编码信号，以得到所述旋转轴的第二旋转角度信息，以及基于所述第一旋转角度信息和所述第二旋转角度信息之间的差异，确定所述旋转变压器的测量精度。

可选地，所述模数转换接口包括Δ-Σ模数转换接口。

可选地，所述模数转换接口还包括通用模数转换接口；

所述主控制器，用于分别通过所述Δ-Σ模数转换接口和所述通用模数转换接口对所述旋变信号进行转换，获取所述Δ-Σ模数转换接口和所述通用模数转换接口分别输出的第一旋转角度信息之间的转角差值，以及在所述转角差值超过预设阈值时，输出告警提示信息，所述告警提示信息用于提示所述旋转变压器异常。

可选地，所述编码器为绝对式编码器。

可选地，所述旋转变压器为多对极旋转变压器。

可选地，数字信号接口为串行接口。

可选地，所述主控制器包括微控制单元MCU。

可选地，所述主控制器还包括第一输出接口，所述第一输出接口与所述旋转变压器的输入接口电连接，所述主控制器还用于向所述旋转变压器提供激励信号。

可选地，所述精度测试系统还包括显示装置，所述主控制器还包括第二输出接口，所述第二输出接口与所述显示装置电连接；

所述主控制器，还用于向所述显示装置输出测试结果数据，所述测试结果数据包括以下一种或多种数据的组合：所述第一旋转角度信息、所述第二旋转角度信息和所述旋转变压器的测量精度；

所述显示装置，还用于基于所述测试结果数据生成针对所述旋转变压器的测试报告。

可选地，所述显示装置还与所述驱动器电连接，还用于基于预置的测试策略，控制所述驱动器驱动所述驱动电机转动。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

编码器的输出接口连接到主控制器的数字信号接口，由主控制器接收并解析编码信号，因而编码信号的传输延迟较小，可以提高编码信号的采集刷新速率，且由于主控制器的处理速率较高，因而能够满足对旋转变压器的精度测试需求。此外，旋转变压器的输出接口连接到主控制器的模数转换接口，由主控制器通过模数转换方式实现对旋变信号的软件解码，使得主控制器能对旋变信号和编码信号进行同步采样和处理，减少旋变信号和编码信号之间的相位差，从而提高对旋转变压器的精度测试结果的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种旋转变压器的精度测试系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种编码器的输出信号的示意图。

附图标记说明：

110-驱动电机、120-驱动器、130-旋转变压器、140-编码器、150-主控制器、160-显示装置。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的属于“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要理解的是，在本发明的描述中出现的方位词，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如前所述，传统的精度测试方案是采用旋转变压器和编码器分别检测电机的转转速信号，由可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)对编码器采集的转速信号进行处理后传输给测试台架的上位机，并由解码芯片对旋转变压器采集的转速信号进行解码后传输给测试台架的上位机，该上位机通过比对接收到的两种信号来实现对旋转变压器的精度测试。但是，由于PLC的最大处理频率有限，无法满足精度测试需求，并且上位机接收到两种信号的相位差过大，导致测试结果不准确。有鉴于此，亟需一种能够满足测试需求且能够准确测试旋转变压器的精度的方案。

为此，本申请实施例旨在提供一种旋转变压器的精度测试系统，以能够满足测试需求且能够准确测试旋转变压器的精度。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

请参考图1，本申请实施例提供一种旋转变压器的精度测试系统。如图1所示，该精度测试系统包括：驱动电机110、驱动器120、旋转变压器、编码器140以及主控制器150。其中，驱动器120与驱动电机110电连接，旋转变压器的转子安装在驱动电机110的旋转轴上，编码器140安装在驱动电机110的旋转轴上，主控制器150包括模数转换接口和数字信号接口P1，模数转换接口与旋转变压器130的输出接口电连接，数字信号接口P1与编码器140的输出接口电连接。

在测试过程中，驱动器120可以控制驱动电机110转动。在驱动电机110的转动过程中，旋转变压器130可以检测驱动电机110的旋转轴的旋转角度，并基于旋转轴的转动输出相应的电信号(以下称为“旋变信号”)；同样地，编码器140也可以检测驱动电机110的旋转轴的旋转角度，并基于旋转轴的转动输出相应的电信号(以下称为“编码信号”)。主控制器150通过模数转换接口对旋转变压器130输出的旋变信号进行模数转换，以得到旋转轴的第一旋转角度信息，并通过数字信号接口P1接收并解析编码器140输出的编码信号，以得到旋转轴的第二旋转角度信息，进一步基于第一旋转角度信息和第二旋转角度信息之间的差异，确定旋转变压器130的测量精度。

更为具体地，可以将第一转角信息和第二转角信息之间的误差，确定为旋转变压器130的测量精度。

需要说明的是，通过旋转变压器130和编码器140分别检测驱动电机110的旋转轴的旋转角度以及基于两者分别输出的信号确定选择变压器的测量精度，对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

可以理解，采用本申请实施例提供的精度测试系统，编码器140的输出接口连接到主控制器150的数字信号接口P1，由主控制器150接收并解析编码信号，因而编码信号的传输延迟较小，可以提高编码信号的采集刷新速率，且由于主控制器150的处理速率较高，因而能够满足对旋转变压器130的精度测试需求。此外，旋转变压器130的输出接口连接到主控制器150的模数转换接口，由主控制器150通过模数转换方式实现对旋变信号的软件解码，使得主控制器150能对旋变信号和编码信号进行同步采样和处理，减少旋变信号和编码信号之间的相位差，从而提高对旋转变压器130的精度测试结果的准确性。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合具体的实施例对本申请实施例提供给的旋转变压器的精度测试系统中的各组成单元进行详细说明。

本申请实施例中，驱动电机110可以采用任意适当型号的电机。在一种可选的实施方式中，为了实现良好的转速控制效果，实现平滑控制，驱动电机110可以为伺服电机。

本申请实施例中，驱动器120可以采用任意适当的、能够驱动电机110的旋转轴转动的执行机构，例如，驱动器120可以采用驱动芯片。具体实施时，可以根据实际测试需求，通过驱动器120来控制驱动电机110转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

本申请实施例中，旋转变压器130可以为任意适当型号的旋转变压器，本申请实施例对此不做具体限定。在一种可选的实施方式中，为了更精确地检测驱动电机110的旋转轴的旋转角度信息，旋转变压器130可以采用多对极旋转变压器。

本申请实施例中，编码器140可以采用任意适当型号的编码器140，本申请实施例对此不做具体限定。在一种可选的实施方式中，编码器140可以为绝对式编码器，其可以输出两路并行的编码信号，比如图2所示的编码信号1和编码信号2，由此，主控制器150可以基于两路并行信号之间的差异，确定驱动电机110的旋转轴的第二旋转角度信息。可以理解，由于绝对式编码器具有较高的最小电角度分辨率，由此可以满足旋转变压器130的精度测试需求，进一步提高测试精度。

本申请实施例中，主控制器150的模数转换接口可以为任意适当的、具有模数转换功能的接口，例如Δ-Σ模数转换接口、通用模数转换接口(Versatille Analog-to-Digital Converter，VADC)等。在一种较为优选的实施方式中，模数转换接口可以包括Δ-Σ模数转换接口(Delta-Sigma Analog-to-Digital，DSADC)，由此可以提高对旋变信号的模数转换精度和线性度。

进一步地，主控制器150的模数转换接口的数量可以为一个或多个，具体可根据实际需要进行设置，本申请实施例对此不做具体限定。在一种较为优选的实施方式中，为了进一步提高测试结果的准确性和可靠性，如图1所示，上述模数转换接口还可以包括通用模数转换接口，旋转变压器130的输出接口还连接到通用模数转换接口。由此，通用模数转换接口和上述Δ-Σ模数转换接口分别对旋转变压器130输出的旋变信号进行模数转换，以得到驱动电机110的旋转轴的第一旋转角度信号。主控制器150获取通用模数转换接口和Δ-Σ模数转换接口分别输出的第一旋转角度信息之间的转角差值，如果转角差值超过预设阈值，则可以确定旋转变压器130异常，进而输出告警提示信息，该告警提示信息用于提示旋转变压器130异常。

需要说明的是，预设阈值可以根据实际需要进行设置，本申请实施例对此不做具体限定。另外，告警提示信息的形式可以例如包括但不限于声音、灯光、文字以及振动等一种或多种形式的组合。

可以理解，通过上述方式，采用通用模数转换接口和Δ-Σ模数转换接口分别接收旋转变压器130输出的旋变信号并对其进行模数转换，并基于两者各自的转换结果之间的差异，可以识别旋转变压器130是否异常，并在旋转变压器130异常时输出相应的告警提示信息，可以提示测试人员及时采取相应措施，保证测试过程正常进行，且避免旋转变压器130异常时的测试结果误作为最终测试结果，由此可以进一步提高测试结果的准确性和可靠性。

本申请实施例中，数字信号接口P1可以为任意适当形式的输入/输出(Input/Output，I/O)接口，本申请实施例对此不做具体限定。考虑到编码器140输出的编码信号为数字信号，为了便于对编码信号进行接收和解析，在一种可选的实施方式中，数字信号接口P1可以为串行接口。

本申请实施例中，主控制器150可以为任意适当的、具有数据处理和控制功能的器件，本申请实施例对此不做具体限定。为了简化设计，降低制作成本，在一种可选的实施方式中，主控制器150可以包括微控制单元(Micro Control Unit，MCU)，其可以将模数转换接口、包括数字信号接口P1在内的多种I/O接口、计算机的中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、定时计数器等集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，根据测试需求提供不同的控制。并且，MCU具有较高的处理频率，可以满足旋转变压器130的精度测试需求，进一步提高测试精度。

本申请实施例中，旋转变压器130工作所需的激励信号可以通过任意适当的方式产生，本申请实施例对此不做具体限定。为了简化设计，节省硬件成本，在一种可选的实施方式中，主控制器150还包括第一输出接口P2，该第一输出接口P2与旋转变压器130的输入接口电连接，相应地，主控制器150可以直接向旋转变压器130提供激励信号。具体而言，测试人员可以基于激励信号的类型预先编写好激励信号生成脚本并内置于主控制器150中，主控制器150可以根据激励信号生成脚本生成激励信号并输出至旋转变压器。

当然，可以理解的是，在其他一些可选的实施方式中，也可以在上述精度测试系统中增加激励信号发生器，该激励信号发生器的输入接口与主控制器150的第一输出接口P2连接，该激励信号发生器的输出接口与旋转变压器130的输入接口连接，在此情形下，主控制器150可以控制激励信号发生器产生所需类型的激励信号并输出至旋转变压器130，以驱动旋转变压器130工作。

进一步地，如图1所示，本申请上述任一实施例提供的精度测试系统还可以包括显示装置160，主控制器150还包括第二输出接口P3，第二输出接口P3与显示装置160电连接。

主控制还可以向显示装置160输出测试结果数据，以供显示装置160进行展示，其中，测试结果数据可以例如包括但不限于以下一种或多种数据的组合：对旋转变压器130输出的旋变信号进行模数转换得到的第一旋转角度信息，对编码器140输出的编码信号进行解析得到的第二旋转角度信息，以及旋转变压器130的测量精度等。

显示装置160可以基于接收到的测试结果数据，生成针对旋转变压器130的测试报告。具体而言，测试人员可以预先编写好测试脚本并内置于显示装置160中，显示装置160可以根据测试脚本对接收到的测试结果数据进行处理，生成相应的测试报告。其中，测试报告可以通过以下一种或多种形式的组合进行展示：文字、语音、图表等。

进一步地，为了实现对驱动电机110转动的灵活控制，以满足不同的精度测试需求，显示装置160还与驱动器120电连接，其可以基于预置的测试策略，控制驱动器120驱动该驱动电机110转动。其中，测试策略可以包括但不限于驱动电机110的旋转轴的转动方向、转动速度和转动加速度等，具体可以根据实际测试需要预先设置。

本申请实施例中，显示装置160可以为任意具有显示和数据处理功能的器件。在一种可选的实施方式中，为了简化设计，显示装置160可以为个人计算机(PersonalComputer，PC)、掌上电脑、平板电脑等电子设备。

总之，以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (10)

1.一种旋转变压器的精度测试系统，其特征在于，包括：

驱动电机；

驱动器，与所述驱动电机电连接，用于控制所述驱动电机转动；

旋转变压器，所述旋转变压器的转子安装在所述驱动电机的旋转轴上，用于基于所述旋转轴的转动输出相应的旋变信号；

编码器，安装在所述驱动电机的旋转轴上，用于基于所述旋转轴的转动输出相应的编码信号；

主控制器，包括模数转换接口和数字信号接口，所述模数转换接口与所述旋转变压器的输出接口电连接，所述数字信号接口与所述编码器的输出接口电连接，用于通过所述模数转换接口对所述旋变信号进行模数转换，以得到所述旋转轴的第一旋转角度信息，通过所述数字信号接口接收并解析所述编码信号，以得到所述旋转轴的第二旋转角度信息，以及基于所述第一旋转角度信息和所述第二旋转角度信息之间的差异，确定所述旋转变压器的测量精度。

2.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，所述模数转换接口包括Δ-Σ模数转换接口。

3.根据权利要求2所述的精度测试系统，其特征在于，所述模数转换接口还包括通用模数转换接口；

所述主控制器，用于分别通过所述Δ-Σ模数转换接口和所述通用模数转换接口对所述旋变信号进行转换，获取所述Δ-Σ模数转换接口和所述通用模数转换接口分别输出的第一旋转角度信息之间的转角差值，以及在所述转角差值超过预设阈值时，输出告警提示信息，所述告警提示信息用于提示所述旋转变压器异常。

4.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，所述编码器为绝对式编码器。

5.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，所述旋转变压器为多对极旋转变压器。

6.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，数字信号接口为串行接口。

7.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，所述主控制器包括微控制单元MCU。

8.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，所述主控制器还包括第一输出接口，所述第一输出接口与所述旋转变压器的输入接口电连接，所述主控制器还用于向所述旋转变压器提供激励信号。

9.根据权利要求1所述的精度测试系统，其特征在于，所述精度测试系统还包括显示装置，所述主控制器还包括第二输出接口，所述第二输出接口与所述显示装置电连接；

所述主控制器，还用于向所述显示装置输出测试结果数据，所述测试结果数据包括以下一种或多种数据的组合：所述第一旋转角度信息、所述第二旋转角度信息和所述旋转变压器的测量精度；

所述显示装置，还用于基于所述测试结果数据生成针对所述旋转变压器的测试报告。

10.根据权利要求9所述的精度测试系统，其特征在于，

所述显示装置还与所述驱动器电连接，还用于基于预置的测试策略，控制所述驱动器驱动所述驱动电机转动。

Images