CN206095144U - 一种带自校正的感应同步器测量系统 - Google Patents

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吴国亮
黎玉龙
陈世炉
黄洪建
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Abstract

一种带自校正的感应同步器测量系统，包括圆感应同步器，圆感应同步器的输出信号连接前放分别进行滤波放大后送给Ａ／Ｄ转换，Ａ／Ｄ转换输出连接DSP系统，DSP系统包括DSP、存储器、CPLD译码电路，DSP系统连接CPLD接口电路，CPLD接口电路经基准电路连接激磁功放，激磁功放输出连接圆感应同步器；所述DSP系统通过接口将解算出的角度输出。用圆感应同步器做测角元件，能够很好的减小细分（短周期）误差，具有精度高、测角动态性能好、环境适应性高的特点。

Description

一种带自校正的感应同步器测量系统
技术领域
本实用新型涉及一种带自校正的感应同步器测量系统。
背景技术
在角度传感器中，由于圆感应同步器具有耐恶劣环境，测量精度高，工作稳定可靠，而被广泛应用于航空航天及机床领域。但由于前级采用了模拟电路进行信号放大和滤波，经A/D转换成数字信号进行角度解算，模拟放大和滤波电路会由零漂和温漂等，造成角度解算的误差较大，在高精度的测量系统中，就要对测角系统进行标定和修正。
实用新型内容
本实用新型其目的就在于提供一种带自校正的感应同步器测量系统，用圆感应同步器做测角元件，能够很好的减小细分(短周期)误差，具有精度高、测角动态性能好、环境适应性高的特点。
实现上述目的而采取的技术方案，包括圆感应同步器，圆感应同步器的输出信号连接前放分别进行滤波放大后送给A/D转换，A/D转换输出连接DSP系统，DSP系统包括DSP、存储器、CPLD译码电路，DSP系统连接CPLD接口电路，CPLD接口电路经基准电路连接激磁功放，激磁功放输出连接圆感应同步器；所述DSP系统通过接口将解算出的角度输出。
有益效果
与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
圆感应同步器做测角元件，采用单相激磁双相输出鉴幅型信号处理方式来实现角度的测量系统，该系统具有精度高，测角动态性能好，环境适应性高，不用标定和修正、经自校正后能够获得高精度的角度值，等诸多优点。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本实用新型的系统结构示意图；
图2为本实用新型的电原理框图。
具体实施方式
一种带自校正的感应同步器测量系统，如图1、图2所示，包括圆感应同步器，圆感应同步器的输出信号连接前放分别进行滤波放大后送给A/D转换，A/D转换输出连接DSP系统，DSP系统包括DSP、存储器、CPLD译码电路，DSP系统连接CPLD接口电路，CPLD接口电路经基准电路连接激磁功放，激磁功放输出连接圆感应同步器；所述DSP系统通过接口将解算出的角度输出。
本系统用感应同步器做测角元件，采用单相激磁双相输出鉴幅型信号处理方式来实现角度的测量系统，增加了用软件将双向输出的增益进行修正和将直流分量除去后，再进行解码运算，完成自校正的测量系统。
测角系统的角度位置传感器由：圆感应同步器和光电传感器组合而成，具有电气绝对零位；系统电路主要由激磁功放、前放、A/D转换器和DSP系统、CPLD接口电路等组成。
激磁功放部分由滤波器和功率放大器组成，为感应同步器提供正弦激励信号。
前放部分由精密仪表放大器组件及滤波器组成，将感应同步器的输出信号分别进行滤波放大后送给A/D转换。
DSP系统部分由DSP、存储器、CPLD译码电路等组成；其是测角系统的核心部分；主要完成采集数据进行解码运算得到角位置值，为整个系统提供位置基准，实时传送解码运算得到的转台角位置值。测角系统电原理框图如图2所示。
CPLD接口电路主要是利用其现场可配置逻辑功能及高集成度的特点取代其它一些低集成度的芯片完成：
a)构成基准电路，以提供激磁基准信号、采样同步信号、和工作周期。
b)构成I/O电路缓冲区。
c)构成移相电路，使AD转换启动信号可在一定范围内移动以保证AD转换采在峰值上。
测角系统处理电路原理
系统采用单相激磁双相输出鉴幅型信号处理方式来实现角度的测量。
由基准发出的信号经激磁功放给转子提供激磁信号为：Um sinωt。从转子感应的检测信号为：
eS＝kUmsinθecosωt
(1)
EC＝kUmcosθecosωt (2)
这两相信号分别放大和采样保持后得到只与θe有关的两相信号：
EC＝K1kUmcosθe (3)
ES＝K1kUmSINθe (4)
通过A/D转换将对应的模拟量转变成为数字量；由DSP系统进行解码运算；DSP将A/D转换的两相信号Ec和Es相除得到被检测电角度的正切值：
于是被测电角度为：
由以上原理可以知道：测量细分的精度取决于正、余弦两项回路的增益完全相等，才能得到式(5)和(6)；事实上是做不到正、余弦两项回路的增益完全相等而且交流放大器还会含有直流分量，给角度解算带来误差，对于高精度的测量系统，也只能是在捡测后进行修补。
本实用新型的目的在于不增加任何硬件的前提下能够很好的提高精度(减少细分误差)。
本实用新型是这样实现的：
用软件来实现：正、余弦两项回路的增益相等以及直流分量的消除，具体做法是：先将轴系转动几个电周期，测得Es的最大值ESMAX和最小值ESMIN以及Ec最大值ECMAX和最小值ECMIN；
求出它们的差值：ΔEs＝ESMAX－ESMIN；
ΔEc＝ECMAX-ECMIN；
求出正余弦项增益比值：
K＝ΔEs/ΔEc
直流分量：ESDC＝(ESMAX+ESMIN)/2
ECDC＝(ECMAX-ECMIN)*K/2
式(6)变为：
按(7)进行解码可以消除前放增益误差和直流分量造成的细分误差。

Claims (1)

1.一种带自校正的感应同步器测量系统，其特征在于，包括圆感应同步器，圆感应同步器的输出信号连接前放分别进行滤波放大后送给Ａ／Ｄ转换，Ａ／Ｄ转换输出连接DSP系统，DSP系统包括DSP单片机、存储器、CPLD译码电路，DSP系统连接CPLD接口电路，CPLD接口电路经基准电路连接激磁功放，激磁功放输出连接圆感应同步器；所述DSP系统通过接口将解算出的角度输出。
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