本发明专利技术公开了一种正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置，ARM处理器输出方波接隔离电路，隔离电路输出接滤波电路，滤波电路输出接压控恒流源，压控恒流源输出经过放大的正/余弦交流信号作为励磁信号接入旋转变压器的原边驱动旋转变压器工作，使得旋转变压器的副边输出可用于测量轴角的交流电压信号；旋转变压器副边首端接A/D转换芯片，A/D转换芯片的数据总线、片选线、控制线与ARM处理器连接，ARM处理器控制A/D转换芯片对旋转变压器副边信号进行采样和模数转换，并根据转换值实施轴角解算，解算结果通过通讯端口发送到用户端。本发明专利技术成本低、体积小、集成度高、功耗低、可维修性强且适应性较高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置，ARM处理器输出方波接隔离电路，隔离电路输出接滤波电路，滤波电路输出接压控恒流源，压控恒流源输出经过放大的正/余弦交流信号作为励磁信号接入旋转变压器的原边驱动旋转变压器工作，使得旋转变压器的副边输出可用于测量轴角的交流电压信号；旋转变压器副边首端接A/D转换芯片，A/D转换芯片的数据总线、片选线、控制线与ARM处理器连接，ARM处理器控制A/D转换芯片对旋转变压器副边信号进行采样和模数转换，并根据转换值实施轴角解算，解算结果通过通讯端口发送到用户端。本专利技术成本低、体积小、集成度高、功耗低、可维修性强且适应性较高。【专利说明】—种正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置
本专利技术涉及旋转变压器的励磁与解算装置，具体指一种正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置，适用于基于旋变的轴角测量系统，属于旋变应用
。
技术介绍
正余弦旋转变压器(简称旋变)作为精密测角工具，长期以来大量运用到现代工业体系和国防体系之内。当前，使用旋变的场合大都采用“定制励磁模块做驱动、专用信号处理模块做解算”的模式构建轴角测量装置。这种多模块构建的方案优点在于设计方便、开发周期短，缺点是整体成本较高、硬件结构复杂，而且工程实践也反映专用模块适应性较差。例如专用模块分为单通道双极旋变解算和双通道多极旋变解算两类，互不兼容；尤其是多极旋变解算模块对旋变电气特性有较高要求，使得基于专用模块设计的测角装置适应性变差，成本增加。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种低成本、体积小、集成度高、功耗低且适应性较高的正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置。本专利技术的技术方案是这样实现的: 一种正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置，包括ARM处理器、隔离电路、滤波电路、压控恒流源、A/D转换电路；所述ARM处理器产生预设频率的TTL电平方波信号进入隔离电路，通过隔离电路后转换为模拟电平的方波并进入滤波电路，经滤波电路处理后得到峰峰值确定的正/余弦交流信号，正/余弦交流信号进入压控恒流源进行处理，压控恒流源输出经过放大的正/余弦交流信号作为励磁信号接入旋转变压器的原边驱动旋转变压器工作，使得旋转变压器的副边输出可用于测量轴角的交流电压信号；旋转变压器的副边尾端接入装置的电源地、首端接A/D转换芯片，A/D转换芯片的数据总线、片选线、控制线与ARM处理器IO端口连接，ARM处理器控制A/D转换芯片对旋转变压器副边信号进行采样和模数转换，并根据转换值实施轴角解算，解算结果通过通讯端口发送到用户端。为保护A/D转换芯片、使之与旋变副边线圈隔离、提高抗干扰性能，在旋转变压器的副边首端与A/D转换芯片之间设有信号调理电路，旋转变压器的副边首端通过信号调理电路与A/D转换芯片连接；A/D转换芯片输入通道与地线之间接入瓷介电容。本专利技术由ARM处理器产生预设定频率的TTL电平方波信号，方波信号依次经过隔离电路、滤波电路、压控恒流源后，最终输出低杂波、具有较强负载能力、较稳定电流的正(余)弦波励磁信号，该信号进入旋变的原边驱动旋变工作，使得旋变副边输出可用于测量轴角交流电压信号。旋变的各个副边输出通道首端接入A/D转换芯片，ARM处理器控制A/D转换芯片进行旋变信号采样，并根据采样信号进行轴角解算，解算结果通过通讯端口发送到用户端。相比现有技术，本专利技术具有以下优点: I)适应性强、可塑性强。本专利技术仅需在PCB板上设置跳线，即可分别实现对双通道多极正余弦旋变进行驱动和解算以及对单通道双极正余弦旋变进行驱动和解算；通过单片机软件在采样、解算过程中能够自动滤除杂波信号，具有较强抗干扰性能，对旋变特性要求很低，工程中无需对旋变进行专门筛选；为适应不同的旋变，则通过PCB上设置跳线，可得到不同频率的励磁(400Hz、800Hz、1.6kHz、16kHz等)，无需改变电路设计结构，仅需调节励磁电路中电阻电容的参数即可得到合适的励磁信号。2)可剪裁、移植性强、数字输出。本专利技术在工程运用中针对ARM处理器与A/D转换芯片的搭配设计有两种具体方案: 方案一:采用一片LM3S9B95处理器和4片AD7656芯片实现最多24个A/D转换通道，可完成6轴双通道多极旋变测角或12轴单通道双极旋变测角； 方案二:采用一片STM32F405/415/407/417处理器和4片AD7606实现最多32个A/D转换通道，可完成8轴双通道多极旋变测角或16轴单通道双极旋变测角；由于STM32F4系列处理器运算处理能力相当突出，后续的工程运用中可以将A/D转换通道扩展到64甚至96个，实现完成更多轴的旋变测角功能。针对轴数较少的旋变测角场合，一体化装置可以根据实际需要裁减A/D转换芯片及其外围元件，更改ARM处理器软件和通讯协议、以满足不同用户的需求。3)低成本、体积小、集成度高、功耗低、可维修性强。本专利技术除通讯接口以外，所有元件均采用表贴元件，PCB板采用双面布线，励磁电路、采样解算电路、通讯电路集成到一张PCB板上，电子线路设计结构简洁、电子元件数量较少、整体功耗低、维修方便；所使用的ARM处理器、隔离芯片、A/D转换芯片、压控恒流源芯片、运算放大器芯片都是业界大量运用、有较多使用经验、兼容型号较多的通用元件，供货充足、批量采购价格较低。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步详细说明。参见图1，本专利技术正余弦旋转变压器的励磁与解算一体化装置，包括ARM处理器，所述ARM处理器的一路输出依次通过隔离电路、滤波电路与压控恒流源连接，ARM处理器产生预设频率的TTL电平方波信号进入隔离电路，通过隔离电路后转换为模拟电平的方波并进入滤波电路，经滤波电路处理后得到峰峰值确定的正/余弦交流信号，正/余弦交流信号进入压控恒流源进行处理，压控恒流源输出经过放大的正/余弦交流信号作为励磁信号接入旋转变压器的原边驱动旋转变压器工作，使得旋转变压器的副边输出可用于测量轴角的交流电压信号；旋转变压器的副边尾端接入装置的电源地、首端接入A/D转换芯片，A/D转换芯片的数据总线、片选线、控制线与ARM处理器IO端口连接，ARM处理器控制A/D转换芯片对旋转变压器副边信号进行采样和模数转换，并根据转换值实施轴角解算，解算结果通过通讯端口发送到用户端。为保护A/D转换芯片、使之与旋变副边线圈隔离、提高抗干扰性能，在旋转变压器的副边首端与A/D转换芯片之间设有信号调理电路，旋转变压器的副边首端通过信号调理电路与A/D转换芯片连接；A/D转换芯片输入通道与地线之间接入瓷介电容。本专利技术工作原理:由ARM处理器产生预设定频率的TTL电平方波信号，方波信号通过电气隔离元件后转换为5V模拟电平的方波并进入滤波电路，经滤波电路处理后得到峰峰值为5V的正(余)弦波信号，正(余)弦波信号进入压控恒流源，经过放大之后，最终得到弱杂波、较低直流分量、具有较强负载能力、较稳定电流输出的正(余)弦波信号，该信号即可作为旋变的原边输入励磁信号。旋变的各个副边输出通道按照“尾端共同接地、首端接入A/D转换芯片”的方式与装置连接，旋变信号的采样、解算过程则由ARM处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周宏君，邱小锋，刘源，李店，傅娜，吴金伟，虞静颖，
申请(专利权)人：重庆华渝电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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