[實用新型]RVDT數據采集系統校準裝置

有效

• 申請號: 201520342267.9
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN204854616U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 李甲;柯一春
• 申請（專利權）人: 上海瑞策校準檢測科技有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

技術領域

本申請涉及數據采集系統校準領域，具體涉及一種RVDT數據采集系統校準裝置。

背景技術

RVDT數據采集系統主要用于對角位移進行測量，具有精度高、線性度高、重復性好等特點，RVDT傳感器和數據采集系統廣泛應用于航天航空、鐵路、汽車、機械、建筑等領域，實現球閥閥位、液壓泵、機器人、駕駛盤、風機等設備的傳動和反饋控制。RVDT數據采集系統屬于專用測試設備，常規體積龐大，安裝拆卸麻煩，復位查找困難，并且無法像通用儀器那樣搬運到實驗室進行校準。另外，目前國內沒有該類專用測試設備相應的校準規范。因此，如何保證其校準的正確性，保證其量值溯源的可靠性，關系到整套測試設備的質量性能。

RVDT(RotaryVariableDifferentialTransformer)是旋轉可變差動變壓器縮寫，屬于角位移傳感器。它采用與LVDT相同的差動變壓器式原理，即把機械部件的旋轉傳遞到角位移傳感器的軸上，帶動與之相連的擾流片/鐵心，改變線圈中的感應電壓/電感量，輸出與旋轉角度成比例的電壓/電流信號。在理想情況下(忽略線圈寄生電容及銜鐵損耗)，旋轉差動變壓器的等效電路如圖1所示。圖中，e1為一次線圈激勵電壓；L1、R1分別為一次線圈的電感和電阻；M1、M2分別為一次線圈與二次線圈間的互感；L21、L22分別為兩個二次線圈的電感；R21、R22分別為兩個二次線圈的電阻。圖2為旋轉可變差動傳感器輸出電勢與銜鐵位移之間的關系圖。其中，e21、e22分別為兩個二次線圈的輸出電勢，e2為差動輸出電勢，x表示銜鐵偏離中心位置的距離，即銜鐵位移。互感式傳感器線圈的輸出信號經過測量電路的處理得到最終的輸出電壓。

在實際運用中通常采用AD公司生產的集成旋轉可變差動傳感器專用信號處理芯片AD598進行處理，原理如圖3所示。該芯片主要包含兩部分:一部分為正弦波發生器，其頻率及幅值由少數外接元件確定；另一部分為差動傳感器次級的信號處理部分。通過這一部分產生一個與鐵芯位移成正比的直流電壓輸出信號。

圖4示出本申請的最接近現有技術。在圖4中，RVDT傳感器將接收到的機械角度信號轉化為兩路正弦信號(Va、Vb)后輸出至AD598解調模塊，AD598解調模塊將輸入信號調理為直流電壓信號，經低通濾波及信號放大后輸入至多通道數據采集卡，后經A/D采樣進行比例線性環節的電平測量。A/D采樣得到的電壓最后根據采樣通道上各環節的傳遞函數解算得到RVDT輸入的實測機械角度值并顯示。

實用新型內容

然而，圖4的系統并未給出相應的校準裝置，因此無法保證其校準的可靠性。

有鑒于此，本申請提供一種RVDT數據采集系統校準裝置，所述校準裝置包括：雙通道正弦波形信號發生器，用以模擬RVDT的輸出信號并提供兩路正弦信號至數據采集系統的測試通道；數字萬用表，其連接至所述雙通道正弦波形信號發生器的輸出以監測輸出正弦信號的電壓有效值；數據采集裝置，用以從所述測試通道采集記錄角度測試數據；以及校準裝置，用以得出該測試通道相應校準點的機械角度實測值。

根據本申請的一個方面，所述校準裝置還包括：將標準周期信號源接入所述系統的單個通道的接入裝置，所述信號源的頻率為(v_id/3)≥f≥(2v_id/n)，其中v_id是RVDT數據采集系統單通道最高采集速度標稱值，n是RVDT數據采集系統每通道采集數據個數。

根據本申請的另一個方面，所述校準裝置還包括：分析裝置，用以對RVDT數據采集數據進行分析，統計出N個信號周期內采集數據個數n_N，并計算RVDT數據采集系統通道實際采集速率。

根據本申請的又一個方面，在所述校準裝置中，所述雙通道正弦波形信號發生器具有0.01Hz～30MHz的頻率和5mVrms～15Vrms的電壓范圍，并且所述數字萬用表具有0Hz～10kHz的頻率、10uVrms～15Vrms的電壓范圍以及0.06％的測量誤差。

根據本申請的又一方面，在所述校準裝置中，所述兩路正弦信號的頻率為1kHz。

根據本申請的RVDT數據采集系統校準裝置，能夠保證RVDT數據采集系統的校準的可靠性。

附圖說明

下面結合附圖對本申請進行詳細描述，在附圖中：

圖1是在理想情況下(忽略線圈寄生電容及銜鐵損耗)，旋轉差動變壓器的等效電路；

圖2是旋轉可變差動傳感器輸出電勢與銜鐵位移之間的關系圖；