[發明專利]一種旋轉變壓器高精度解算系統

有效

• 申請號: 201710644500.2
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107478247B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 徐偉專;陸建龍
• 申請（專利權）人: 浙江天拓電氣有限公司
• 主分類號: G01D5/22
• 分類號: G01D5/22
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所 33257
• 代理人: 朱德寶

本發明公開了一種旋轉變壓器高精度解算系統，包括：兩臺DT數字變送器，均與外部旋轉變壓器耦接；DH2000數字主機，耦接于兩臺DT數字變送器；上位機，耦接于DH2000數字主機，該上位機內置有解算軟件，所述解算軟件對相關電氣參數進行計算，計算出旋轉變壓器的輸出角度后輸出。本發明的旋轉變壓器高精度解算系統，通過DT數字變送器、DH2000數字主機組成一個完整的測試系統，經過整體溯源(整體校準)，系統測量穩定性高，電壓、電流測量精度高達0.05％rd(系統精度)，解碼精度為角秒″級，最高可達5″。

技術領域

本發明涉及一種解算系統，更具體的說是涉及一種旋轉變壓器高精度解算系統。

背景技術

目前，旋轉角度的測量，主要采用光電編碼器和旋轉變壓器。

光電編碼器內部有信號轉換單元，檢測角度時，直接輸出帶有角度信息的數字信號。而旋轉變壓器內部結構簡單，沒有集成任何電子元器件，其輸出信號為與轉過角度呈某函數關系的模擬信號，需要對模擬信號進行解算才能獲得角度信息。

目前旋轉變壓器角度解算方案主要有兩種：第一種是采用專用的旋變解算芯片(RDC芯片)進行硬件解碼；第二種是利用ADC芯片、微處理器等分立器件構建的解碼器，然后通過軟件算法解碼。

采用RDC芯片進行硬解碼，解算精度基本都在角分級′(arc min)，解算精度有限就會帶來較大的局限性，例如采用RDC芯片對自身精度較高的旋變(角秒級″)進行角度解算，就無法將其高精度的特點發揮出來；并且RDC芯片因解碼精度低，不適用于旋轉變壓器的電氣誤差試驗；

而采用ADC芯片、微處理器等分立器件構建的解碼器進行解碼，由于采用信號調理電路、ADC轉換芯片、傳輸線路、微處理器等分立器件共同構建解碼器，其精度指標應為系統精度，不能簡單的依據ADC轉換芯片的的精度來判斷。在阻抗匹配、量程匹配、傳輸線路都會影響系統精度。分立器件構建的解碼器在系統精度溯源、測量穩定性上面有缺陷。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種能夠有效的避免解碼芯片精度低，以及采用分立器件構建解碼器存在的系統精度低的旋轉變壓器高精度解算系統。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種旋轉變壓器高精度解算系統，包括：

兩臺DT數字變送器，均與外部旋轉變壓器耦接，用以接收采樣外部旋轉變壓器輸出的兩路弦波信號，并將兩路弦波信號轉換成兩路帶有量程信息和校準信息以及原始數據的數字信號后輸出；

數字主機，耦接于兩臺DT數字變送器，用于同步接收兩臺DT數字變送器輸出的兩路數字信號，對于接收到的兩路數字信號轉換輸出數字信號；

上位機，耦接于數字主機，用于接收數字主機輸出的相關電氣參數，該上位機內置有數字主機服務程序、解算軟件，所述數字主機服務程序對數字主機的數字信號進行校準預處理，處理出兩路數字信號內的相關電氣參數，并輸出該相關電氣參數，解算軟件對相關電氣參數進行計算，計算出旋轉變壓器的輸出角度后輸出。

作為本發明的進一步改進，所述相關電氣參數包括旋轉變壓器的基波電壓有效值。

作為本發明的進一步改進，所述解算軟件通過以下公式計算出：

θ1＝arctan(U_S2S4/U_S1S3)；

其中，上述的θ1為外部旋轉變壓器的轉子位置角，u_S2S4為旋轉變壓器次級感應繞組其中兩端之間的基波電壓有效值，u_S1S3為旋轉變壓器次級感應繞組另外兩端之間的基波電壓有效值。

作為本發明的進一步改進，所述電壓值U_S2S4和U_S1S3由兩個DT數字變送器測量得到。