CN218938427U - 一种vdt旋转变压器板卡测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测试技术领域，公开了一种VDT旋转变压器板卡测试系统，包括电动旋转台、步进电机驱动器、激磁发生设备、接口组件、控制单元和工控机；电动旋转台通过步进电机驱动，用于带动旋转变压器转动；步进电机驱动器与步进电机连接，用于驱动步进电机；激磁发生设备用于产生激磁输出；接口组件与激磁发生设备连接，接口组件包括仿真板卡接口、旁采板卡接口、解调板卡接口和传感器接口；控制单元分别与步进电机驱动器和激磁发生设备连接，用于对步进电机驱动器和激磁发生设备进行控制；工控机与控制单元连接，用于系统运行控制与结果显示。本实用新型解决了现有VDT旋转变压器仿真板卡、旁采板卡和解调板卡测试精度低的问题。

Description

一种VDT旋转变压器板卡测试系统

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，具体是指一种VDT旋转变压器板卡测试系统。

背景技术

旋转变压器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，对于VDT旋转变压器的板卡，主要包括仿真板卡、旁采板卡和解调板卡。在测试技术领域，针对VDT旋转变压器的仿真、旁采、解调板卡的测试工作，需要可程控、高精度、与实际环境高度吻合的测控环境。

具体的，对于仿真板卡的测试，需要使用示波器显示测量波形，但是由于示波器显示与计算的误差，以及干扰杂波的存在，无法准确计算仿真板卡的输出波形，进而无法准确确认仿真板卡的精度；

具体的，对于旁采板卡的测试，需要使用传感器进行测量，RVDT传感器需要转动角度或伸拉量程，但是人为操作无法提供高精度的传感器输出，进而无法准确确认旁采板卡的精度；

具体的，对于解调板卡的测试，需要使用传感器进行测量，RVDT传感器需要转动角度或伸拉量程，但是人为操作无法提供高精度的传感器输出，进而无法准确确认旁采板卡的精度。

此外，当需要将以上三类板卡集成到一起进行测试时，还缺少可程控的测试环境。因此，目前行业内并无专业、集成、自动测试工具，以完成对VDT旋转变压器仿真板卡、旁采板卡和解调板卡的测试。

实用新型内容

基于以上技术问题，本实用新型提供了一种VDT旋转变压器板卡测试系统，解决了现有VDT旋转变压器仿真板卡、旁采板卡和解调板卡测试精度低的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种VDT旋转变压器板卡测试系统，包括电动旋转台、步进电机驱动器、激磁发生设备、接口组件、控制单元和工控机；电动旋转台通过步进电机驱动，用于带动旋转变压器转动；步进电机驱动器与步进电机连接，用于驱动步进电机；激磁发生设备用于产生激磁输出；接口组件与激磁发生设备连接，接口组件包括仿真板卡接口、旁采板卡接口、解调板卡接口和传感器接口；控制单元分别与步进电机驱动器和激磁发生设备连接，用于对步进电机驱动器和激磁发生设备进行控制；工控机与控制单元连接，用于系统运行控制与结果显示。

进一步的，步进电机驱动器、激磁发生设备、接口组件和控制单元集成设置在操作箱中。

进一步的，操作箱内还设有开关电源，用于提供电能。

进一步的，接口组件设置在操作箱的后面板上。

进一步的，操作箱的前面板上设有控制组件，控制组件与控制单元连接，控制组件用于测试模式的选择控制。

进一步的，控制组件包括信号切换控制单元、测试选择控制单元和联合选择控制单元。

进一步的，操作箱的前面板上设有单点测试组件，单点测试组件与传感器接口连接，单点测试组件用于进行单点信号测试。

进一步的，单点测试组件包括传感器测试点和多个通道测试点。

进一步的，控制单元通过USB转串口模块与工控机连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以对VDT旋转变压器进行集成化测试，其一，本测试系统采用一套设备便可完成仿真板卡接、旁采板卡、解调板卡的测试，节约设计、生产成本；其二，本测试系统的整个仿真测试过程自动完成，减少排故时间，节约人力成本；其三，本测试系统的测试精度高，信号精度可达到0.001V，以提高产品竞争力。

附图说明

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

图1为VDT旋转变压器板卡测试系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1是本申请一些实施例所示的VDT旋转变压器板卡测试系统的结构示意图，以下将结合图1对本申请所涉及的VDT旋转变压器板卡测试系统进行介绍。需要注意的是，图1仅作为示例，并不对VDT旋转变压器板卡测试系统的具体形状和结构形成限定。

参阅图1，在一些实施例中，一种VDT旋转变压器板卡测试系统，包括电动旋转台、步进电机驱动器、激磁发生设备、接口组件、控制单元和工控机；电动旋转台通过步进电机驱动，用于带动旋转变压器转动；步进电机驱动器与步进电机连接，用于驱动步进电机；激磁发生设备用于产生激磁输出；接口组件与激磁发生设备连接，接口组件包括仿真板卡接口、旁采板卡接口、解调板卡接口和传感器接口；控制单元分别与步进电机驱动器和激磁发生设备连接，用于对步进电机驱动器和激磁发生设备进行控制；工控机与控制单元连接，用于系统运行控制与结果显示。

本实施例中，采用电动旋转台作为旋转变压器的驱动部件，利用控制单元、磁力发生设备和接口组件等相关部件的配合，在对VDT旋转变压器进行测试时，可以对其转动角度或伸拉量程进行准确控制，克服了现有人为操作无法提供高精度的传感器输出的问题，提高了VDT旋转变压器仿真板卡、旁采板卡和解调板卡的测试精度。

具体的，工控机中内置有上位机软件，具体负责操作控制和结果显示等功能。

优选的，步进电机驱动器、激磁发生设备、接口组件和控制单元集成设置在操作箱中。

优选的，操作箱内还设有开关电源，用于提供电能。

优选的，接口组件设置在操作箱的后面板上。

优选的，操作箱的前面板上设有控制组件，控制组件与控制单元连接，控制组件用于测试模式的选择控制。

优选的，控制组件包括信号切换控制单元、测试选择控制单元和联合选择控制单元。

具体的，信号切换控制单元用于切换信号来源，测试选择控制单元用于选择当前测试的板卡种类，联合选择控制单元用于同时对多种类板卡联合测试。

优选的，操作箱的前面板上设有单点测试组件，单点测试组件与传感器接口连接，单点测试组件用于进行单点信号测试。

具体的，单点测试组件用于将信号引到面板上，方便测试单点信号。

优选的，单点测试组件包括传感器测试点和多个通道测试点。

优选的，控制单元通过USB转串口模块与工控机连接。

综合上述实施例，对于VDT旋转变压器板卡的具体测试过程如下：

其一，对于旁采板卡的测试，在工控机中设定为旁采板卡测试模式，由工控机控制激磁发生设备输出指定的波形，作为激磁信号，输出至旋转变压器；由工控机通过USB转串口模块，控制电动旋转台运动，带动旋转变压器旋转产生信号波形，输出至旁采板卡；由旁采板卡计算后，发送角度信息至工控机；工控机将采集的波形与电动旋转台的角度进行比较，进行合格判定；

具体的，旁采板卡测试时，操作箱的操作设置如下表所示：

序号	摇杆开关	状态
			1	信号切换1	通
2	信号切换2	通
			3	信号切换3	通
4	信号切换4	通
			5	测试选择/通道1	采集板卡
6	测试选择/通道2	采集板卡
			7	测试选择/通道3	采集板卡
8	测试选择/通道4	采集板卡
			9	联合测试/第1路	断
10	联合测试/第2路	断
			11	联合测试/第3路	断
12	联合测试/第4路	断

其二，对于解调板卡的测试，在工控机中设定为解调板卡测试模式，通过工控机向解调板卡发送激磁输出指令，解调板卡向旋转变压器发送激磁信号，控制旋转变压器处于工作状态；同时，通过工控机向电动旋转台发送角度信息，电动旋转台转动，带动旋转变压器角度变化，旋转变压器产生波形变化；由被测解调板卡计算角度，发送至工控机，工控机将电动旋转台角度信息与采集到的板卡角度信息进行比较，进行合格判定；

具体的，解调板卡测试时，操作箱的操作设置如下表所示：

其三，对于仿真板卡的确定，在工控机中设定为仿真板卡测试模式，由工控机控制激磁发生设备输出指定的波形，作为激磁信号，输出至仿真板卡，将仿真板卡连接至仿真板卡波形输出，进行信号解算，并发送至工控机，进行合格判定。

具体的，仿真板卡测试时，操作箱的操作设置如下表所示：

序号	摇杆开关	状态
			1	信号切换1	断
2	信号切换2	断
			3	信号切换3	断
4	信号切换4	断
			5	测试选择/通道1	/
6	测试选择/通道2	/
			7	测试选择/通道3	/
8	测试选择/通道4	/
			9	联合测试/第1路	通
10	联合测试/第2路	通
			11	联合测试/第3路	通
12	联合测试/第4路	通

具体的，对于电动旋转台，其特性如下：

1、涡轮蜗杆传动模式，采用特殊工艺处理，产品耐磨性高，精度可靠有保障；

2、高精度轴系使得旋转精度高，承载大，运动平稳；

3、旋转台外圈加装刻度圈，方便初始定位和度数；

4、电控旋转台可平放使用、竖直使用、倒立使用；

5、可增加限位功能、零位功能。

具体的，对于步进步进电机驱动器，使用电机电流精确检测技术、有感无刷电机自测速、有感无刷电机转动位置检测、再生电流恒电流制动(或称刹车)技术和强大的PI D调节技术可完美地控制电机平稳正反转、换向及制动，输出电流实时调控防止过流，精准控制电机转速和转动位置，电机响应时间短且反冲力小，其特性如下：

1、电机加减速控制：电流自动调节、加速度自动控制的软启动方式，电机可迅速、平稳启动而反冲力小。支持加减速时间和加减速加速度配置。

2、电机制动控制：电流自动调节的能耗制动方式，电机制动时间短而无强烈的冲击震动。支持制动电流配置。

3、电机换向控制：电机正反转切换的过程由驱动器内部控制，自动进行减速、软制动、软启动控制，无论换向信号改变多么频繁，都不会造成驱动器或电机损坏。

4、电机稳速控制：通过霍尔信号检测转速和转动位置，使用PI D调节算法进行闭环控制，支持速度闭环控制和时间-位置闭环控制两种稳速方式。

5、电机位置控制：通过霍尔信号检测转动位置，使用PI D调节算法进行位置闭环控制，使用刹车电阻进行减速。

6、电机转矩控制：通过调节输出电流的大小来实现对电机转矩大小的控制。

电机过载和堵转保护：电机过载时，驱动器将限流输出，有效地保护电机；电机堵转时，驱动器可检测该状态并对电机制动。

7、内部干扰抑制：驱动电路与控制电路间通过干扰消耗、瞬态干扰抑制方式耦合，可有效保证控制电路不受驱动电路干扰的影响。

8、外部干扰抑制：使用ESD防护器件和静电泄放电路来对全部接口进行ESD防护，使内部电路稳定工作和保护内部器件不被加在接口上的瞬态高压静电击坏。

其具体参数数据如下：

具体的，对于激磁发生设备，系统通过串口控制激磁发生设备产生激磁输出，由AT指令控制模块的各项功能。具备四个独立可控(频率、幅度、相位)的通道。

具体的，对于激磁发生设备，激磁发生设备选用AD9959芯片作为核心输出原件，AD9959由四个直接数字频率合成器内核构成，每个通道均可提供独立的频率、相位和幅度控制。由于所有通道共享一个公共系统时钟，因此它们具有固有的同步性，支持多个设备的同步。

AD9959采用高级DDS技术，可在低功耗下提供高性能。这款器件集成了四个具有卓越宽带和窄带SFDR性能的高速10bit DAC。每个通道均具有专用的32bit频率调谐字、14bit相位偏移和10bit输出比例乘法器。

DAC输出以电源电压为参考源，经由电阻或AVDD中心抽头变压器连接到AVDD。每个DAC均具有各自的可编程基准源，用于实现每个通道不同的满量程电流。

PLL倍增因数的可编程范围为4～20,步进为整数。REFCLK输入还具有振荡电路，可将外部晶振用作REFCLK源。

如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型的验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于，包括：

电动旋转台，所述电动旋转台通过步进电机驱动，用于带动旋转变压器转动；

步进电机驱动器，所述步进电机驱动器与所述步进电机连接，用于驱动所述步进电机；

激磁发生设备，所述激磁发生设备用于产生激磁输出；

接口组件，所述接口组件与所述激磁发生设备连接，所述接口组件包括仿真板卡接口、旁采板卡接口、解调板卡接口和传感器接口；

控制单元，所述控制单元分别与所述步进电机驱动器和所述激磁发生设备连接，用于对所述步进电机驱动器和所述激磁发生设备进行控制；

工控机，所述工控机与所述控制单元连接，用于测试系统的运行控制与结果显示。

2.根据权利要求1所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述步进电机驱动器、所述激磁发生设备、所述接口组件和所述控制单元集成设置在操作箱中。

3.根据权利要求2所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述操作箱内还设有开关电源，用于提供电能。

4.根据权利要求2所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述接口组件设置在所述操作箱的后面板上。

5.根据权利要求2所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述操作箱的前面板上设有控制组件，所述控制组件与所述控制单元连接，所述控制组件用于测试模式的选择控制。

6.根据权利要求5所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述控制组件包括信号切换控制单元、测试选择控制单元和联合选择控制单元。

7.根据权利要求2所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述操作箱的前面板上设有单点测试组件，所述单点测试组件与所述传感器接口连接，所述单点测试组件用于进行单点信号测试。

8.根据权利要求7所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述单点测试组件包括传感器测试点和多个通道测试点。

9.根据权利要求1所述的一种VDT旋转变压器板卡测试系统，其特征在于：

所述控制单元通过USB转串口模块与所述工控机连接。

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