[發明專利]一種基于圓感應同步器實現絕對式測角的方法

無效

• 申請號: 201210297805.8
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102829714A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 許斌鵬;李文華;李治國;王振宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本發明涉及一種基于圓感應同步器實現絕對式測角的方法。

背景技術

圓感應同步器是一種電磁感應式位置傳感器，它具有耐惡劣環境、成本低、安裝簡單、壽命長、運行速度快、穩定可靠等優點，大量用于轉臺、雷達天線、經緯儀、火炮控制、導航制導等設備中。圓感應同步器分為定子、轉子和處理電路三部分，其中定子安裝在基座上，轉子安裝在轉動軸上。對轉子施加激勵信號，定子上會感應出兩相正、余弦信號，通過處理電路的對這兩相正、余弦信號進行處理和軟件解算實現絕對式測角功能。

目前，通過圓感應同步器實現絕對式測角的途徑有兩個：

（1）在傳統的相對式圓感應同步器基礎上，通過外接的光電傳感器來確定零位。這種方式增加了系統的體積和復雜性，并且每次測量前都需要開機過零位，不便于使用。

（2）采用正余弦旋轉變壓器和圓感應同步器相結合，分別作為粗、精通道兩個測角系統實現絕對式測角功能。該方法增加了測量系統的硬件和軟件組成，系統結構和操作復雜，降低了可靠性。

發明內容

本發明提供了一種新的基于圓感應同步器實現絕對式測角的方法，該方法對粗、精通道的數據進行糾錯和校正提供了測角精度，解決了背景技術方法中系統構成和電路復雜、測量精度以及分辨率受限等技術問題。

為實現以上發明目的，本發明提供以下基本技術方案：

該基于圓感應同步器實現絕對式測角的方法，采用的圓感應同步器的碼盤上刻畫有內、外雙通道繞組，分別對應于粗通道、精通道，該方法包括以下步驟：

（1）分別采集粗通道、精通道的輸出電壓；

（2）將兩個輸出電壓經過模數轉換電路得到各自輸出的角度值；

（3）根據粗通道和精通道的角分值的差值對粗通道的度位進行修正：

3.1）若粗通道的角分值大于精通道的角分值并相差30角分以上，則對粗通道的角度值進行加1°的修正；

3.2）若粗通道的角分值小于精通道的角分值并相差30角分以上，則對粗通道的角度值進行減1°的修正；

3.3）若粗通道的角分值與精通道的角分值相差小于30角分，則保持粗通道的角度值；

（4）經過修正后的粗通道和精通道數據耦合輸出得到正確的絕對角度值。

基于上述基本技術方案，本發明還可以作如下優化限定：

上述圓感應同步器的粗通道極繞組為螺旋線式連續繞組。

上述圓感應同步器的精通道極對數為360極。

上述圓感應同步器采用4寸碼盤。

上述粗、精通道的測角敏感元件為多級/雙通道圓感應同步器。

本發明具有以下優點：

1、整體結構簡單。不需要增加額外的元器件，只需要在原有增量式圓感應同步器的內圓部分增加一個螺旋線繞組用于實現粗通道測量。

2、相應的電路結構簡單。本方法采用軟硬件結合的方法實現，將原有的邏輯電路省略，結構簡單，體積減小。

3、測角精度高，4寸碼盤的綜合測角精度優于10角秒。

4、容錯性強，可以在不同的電磁環境下可靠工作，通過了航天環境試驗考核。

附圖說明

圖1為本發明涉及的圓感應同步器的轉子和定子繞組刻畫示意圖。

圖2是本發明的電路原理圖。

圖3是本發明的軟件采集與處理模塊流程圖。

圖4是本發明的算法流程圖。

圖中：1是定子外繞組（分段式繞組），2是定子內繞組（分段式繞組），3是轉子外繞組（連續繞組），4是轉子內繞組（連續繞組）。

具體實施方式

本發明采用的方案如圖2、3所示，粗碼道得到度值和分值，精碼道得到分值和秒值，由軟件對粗碼道的分值和精碼道的分值進行比對和判讀，將誤差與修正表數據進行判斷，給出正確的絕對角度值。

粗通道和精通道分別敏感轉動角度，輸出對應的電壓值，通過模數轉換電路轉換成相應的二進制數值，然后按照一定的軟件算法進行粗精結合，最后輸出耦合后的準確十進制角度值。