CN209198541U - 一种位标器线圈相位差检测电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种位标器线圈相位差检测电路板，包括精密隔离放大电路，精密隔离放大电路连接比较、转换、整形电路，比较、转换、整形电路连接逻辑运算电路，逻辑运算电路连接晶振基准时基电路，晶振基准时基电路连接调制电路，调制电路连接输出接口。本实用新型用于检测基准线圈和调制线圈相位差值，将检测到的基准线圈和调制线圈原始模拟量微小信号转换成正比于相位差和周期时间脉冲列(数字脉冲信号)的转换，方便了后续电路的计算处理和显示。

Description

一种位标器线圈相位差检测电路板

技术领域

本实用新型涉及一种位标器线圈相位差检测电路板，属于检测设备技术领域。

背景技术

位标器定子具有多组线圈，其中包括基准线圈和调制线圈。当线圈绕制完成后，为了检测检验其绕制质量，研发了专门的检测仪器，通过测量线圈相关参数来验证制造质量。在众多的测量参数中，基准线圈和调制线圈的相位差是一个重要而测量难度较高的参数。当位标器转子以额定速度旋转时，基准线圈和调制线圈产生的是两组毫伏级的模拟量交变信号，两者存在一定相位差。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：解决了如何测量基准线圈和调制线圈相位差的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，包括将基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号不失真地隔离放大的精密隔离放大电路，精密隔离放大电路连接将放大的基准线圈和调制线圈的正弦交变信号转换成方波脉冲信号的比较、转换、整形电路，比较、转换、整形电路连接用于求出基准线圈和调制线圈方波脉冲信号的相位差方波脉冲的逻辑运算电路，逻辑运算电路连接用于产生微秒级计数脉冲的晶振基准时基电路，晶振基准时基电路连接用于将来自逻辑运算电路和晶振基准时基电路的信号进行综合的调制电路，调制电路连接与后续的计算显示电路输入接口匹配的输出接口。

优选地，所述的方波脉冲信号的周期与原始微小信号的周期相同。

优选地，所述的基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号均为正弦波；基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号之间存在相位差。

优选地，所述的比较、转换、整形电路由电压比较器和门电路组成；逻辑运算电路由门电路组成；晶振基准时基电路由石英晶振及整形电路组成；调制电路由门电路组成。

优选地，所述的逻辑运算电路的一个输出信号等于其输入的基准线圈的方波脉冲信号；逻辑运算电路的另一个输出信号等于基准线圈和调制线圈方波脉冲信号的相位差方波信号。

优选地，所述的调制电路的输出信号为高电平时，输出计数脉冲列，调制电路的输出信号为低电平时，封锁计数脉冲列。

本实用新型安装在检测检验位标器线圈绕制质量的检测仪器内，用于检测基准线圈和调制线圈相位差值，当位标器转子以额定速度旋转时，将检测到的基准线圈和调制线圈原始模拟量微小信号转换成正比于相位差和周期时间脉冲列(数字脉冲信号)的转换，方便了后续电路的计算处理和显示。当后续电路以5秒钟为一采样周期进行计算时，其检测精度可达到0.1度。

附图说明

图1为一种位标器线圈相位差检测电路板的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型为一种位标器线圈相位差检测电路板，用于位标器基准线圈与调制线圈之间的相位检测，其由电子器件和印刷(电路)板构成，具有通用功能的电子器件根据实现相位检测的特定功能要求焊接固定在印刷(电路)板上；当位标器转子以额定旋转时，接受来自于位标器基准线圈与调制线圈的原始信号，经过该检测电路板的处理，输出基准线圈(或调制线圈)周期信号A及相位差信号B，供后续计算、显示电路获取后作简单的除法运算，即可得到相位差并显示。

如图1所示，本实用新型包括将基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号不失真地隔离放大的精密隔离放大电路1，精密隔离放大电路1连接将放大的基准线圈和调制线圈的正弦交变信号转换成方波脉冲信号的比较、转换、整形电路2，比较、转换、整形电路2连接用于求出基准线圈和调制线圈方波脉冲信号的相位差方波脉冲的逻辑运算电路3，逻辑运算电路3连接用于产生微秒级计数脉冲的晶振基准时基电路4，晶振基准时基电路4连接用于将来自逻辑运算电路3和晶振基准时基电路4的信号进行综合的调制电路5，调制电路5连接与后续的计算显示电路输入接口匹配的输出接口6。

本实用新型设计方案的具体原理如下：

1、输入X为位标器基准线圈的原始微小信号，输入Y为位标器调制线圈的原始微小信号。两者的波形均为正弦波，两者之间存在一定相位差。

2、精密隔离放大电路1用于将原始信号进行不失真地隔离放大，得到X1和Y1方波信号。“隔离”是为了减少干扰、提高测量精度，“放大”是为了便于后续电路的信号转换。经过精密隔离放大电路1的放大，基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号的幅值提高了，但频率不变。

3、比较、转换、整形电路2由电压比较器和门电路组成，用于将正弦交变信号转换成方波脉冲信号，为了保证方波脉冲信号的波形质量，对波形进行了整形处理。经过比较、转换、整形电路2处理得到的方波脉冲信号周期与原始微小信号周期相同，即该方波脉冲信号的脉宽和相位与原始微小信号一致。

4、逻辑运算电路3由门电路组成，用于检测X2和Y2方波信号的同时为高电平的部分，形成相位差方波信号B1。逻辑运算电路3的输出信号A1等于其输入信号X2，为基准线圈的方波信号。

5、晶振基准时基电路4由石英晶振及整形电路组成，用于产生振荡频率为1MZ的基准计数脉冲P，即微秒级计数脉冲。

6、调制电路5由门电路组成，用于将来自逻辑运算电路3和晶振基准时基电路4的信号(该信号为基准线圈或调制线圈方波信号、相位差方波信号和微秒级计数脉冲信号)进行综合，形成由基准线圈(或调制线圈)方波信号包络的微秒级计数脉冲信号A1和由相位差方波信号包络的微秒级计数脉冲信号B1。在调制电路5的输出信号A1和B1为高电平时输出计数脉冲列，而在调制电路5的输出信号A1和B1为低电平时封锁计数脉冲列。调制电路5的输出信号为A2和B2。

7、输出接口6用于调制信号A2和B2与后续的计算显示电路输入接口匹配，得到输出信号A和B。计算显示电路可方便地作除法运算得到相位差值。

后续计算电路在一定采样周期T内对上述计数脉冲列A和B进行计数，假定：

(1)在该时间间隔T内包含有n个原始信号周期；

(2)脉冲列A的脉冲数为a，脉冲列B的脉冲数为b；

则，相位差值为：α1＝90nb/2na＝45b/a度。

由于采样周期T不可能正好被原始信号t整除，同时也不可能保证采样周期的起始点与原始信号波形的起始点重合，所以相对于相位差计数脉冲列全部完整落在采样周期T内的情况，原始信号周期计数脉冲列最大多计0.5a个脉冲，则得到的计算结果为：

α2＝90nb/2(na+0.5a)＝45bn/a(n+0.5)

其相对误差为＝(α2-α1)/α1＝0.5/(n+0.5)

当采样周期为5秒时，由于原始信号频率约为100HZ，其周期约为10ms，所以n＝500，其相对误差＝0.1％。对应于90度左右的相位差，其绝对误差在0.1度左右。

当受检位标器转子以额定转速6000rpm旋转时，其定子的基准线圈和调制线圈将各自产生一组毫伏级的模拟量交变信号，其频率为100HZ，两组信号之间存在90度左右的相位差。本实用新型的检测转换电路接收到该两组原始信号后，经过精密隔离放大、比较、逻辑运算等电路处理，最终输出两个信号A和B。A信号是正比于原始信号相位差时间的脉冲列信号，正常情况下为2500个左右；B信号是正比于原始信号1/2周期时间的脉冲列信号，约5000个左右。

本实用新型的电路器件安装在印刷电路板上，原始信号的输入及处理结果的输出采用电气接插件连接。通过本实用新型的电路板可精确检测位标器基准线圈和调制线圈相位差。

Claims (6)

1.一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，包括将基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号不失真地隔离放大的精密隔离放大电路(1)，精密隔离放大电路(1)连接将放大的基准线圈和调制线圈的正弦交变信号转换成方波脉冲信号的比较、转换、整形电路(2)，比较、转换、整形电路(2)连接用于求出基准线圈和调制线圈方波脉冲信号的相位差方波脉冲的逻辑运算电路(3)，逻辑运算电路(3)连接用于产生微秒级计数脉冲的晶振基准时基电路(4)，晶振基准时基电路(4)连接用于将来自逻辑运算电路(3)和晶振基准时基电路(4)的信号进行综合的调制电路(5)，调制电路(5)连接与后续的计算显示电路输入接口匹配的输出接口(6)。

2.如权利要求1所述的一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，所述的方波脉冲信号的周期与原始微小信号的周期相同。

3.如权利要求1所述的一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，所述的基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号均为正弦波；基准线圈和调制线圈发出的原始微小信号之间存在相位差。

4.如权利要求1所述的一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，所述的比较、转换、整形电路(2)由电压比较器和门电路组成；逻辑运算电路(3)由门电路组成；晶振基准时基电路(4)由石英晶振及整形电路组成；调制电路(5)由门电路组成。

5.如权利要求1所述的一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，所述的逻辑运算电路(3)的一个输出信号等于其输入的基准线圈的方波脉冲信号；逻辑运算电路(3)的另一个输出信号等于基准线圈和调制线圈方波脉冲信号的相位差方波信号。

6.如权利要求1所述的一种位标器线圈相位差检测电路板，其特征在于，所述的调制电路(5)的输出信号为高电平时，输出计数脉冲列，调制电路(5)的输出信号为低电平时，封锁计数脉冲列。