基于旋转变压器移相编码的工程设计

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        轴角编码器多种多样,此文是一种基于旋转变压器粗、精双通道的移相器编码工程设计,并得到成功应用。


    1 移相编码器原理概述
    1.1 原理及说明
        本方案采用以旋转变压器作为轴角传感器的机械转角转换其与之成正比的相位移。首先用激磁信号作为计数器计数的开门信号,通过移相网络与机械转角成正比关系的移相信号作为计数器的关门信号。开门信号使计数器开始计数,而关门信号使计数器停止计数。此时保存在计数器里的数码大小,便为机械转角成对应关系的数码。
    1.2 框图


    1.3 所能达到的技术指标
        采用粗精双通道组合,粗:精=20:1。粗、精计数器均采用10位,粗满量程为6000密位,精满量程为300密位。210=1024故在360°里对应的数码为1024。显然计数器中相差一个数码对应的粗密位数密位。对应的精密位数
        各个角度里的转换结果误差为1~2个脉冲,即相差0.3~0.6密位。
    1.4 移相网络原理
        旋转变压器输出的互成90°的二相电压:us=Asinωtsinθ,uc=Asinωtcosθ加到阻容网络上,在满足一定的条件下,就可得到与转角θ成线性关系的输出相位。这可以从下面的公式推导中得到证明。如图2所示。

        可见,在ωRC=1的条件下,移相网络输出电压的幅值是一个常数,与转角θ无关,而输出电压的相位与转角θ成线性关系。但是输出电压相位相对于激磁电压相位的相位差为,也就是说要使移相网络输出电压相位相对于激磁电压相位的相位差为零,就须使加到阻容网络上旋转变压器输出电压的相位为。对此在调整移相编码器系统零位时,就必须将旋转变压器定子绕组旋转实现其移相网络输出电压相位与激磁电压相位的一致,即使二者的相位差为零。

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