基于旋轉(zhuǎn)變壓器移相編碼的工程設(shè)計(jì)

0 引言
軸角編碼器多種多樣，此文是一種基于旋轉(zhuǎn)變壓器粗、精雙通道的移相器編碼工程設(shè)計(jì)，并得到成功應(yīng)用。

1 移相編碼器原理概述
1．1 原理及說(shuō)明
本方案采用以旋轉(zhuǎn)變壓器作為軸角傳感器的機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換其與之成正比的相位移。首先用激磁信號(hào)作為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的開(kāi)門信號(hào)，通過(guò)移相網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系的移相信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的關(guān)門信號(hào)。開(kāi)門信號(hào)使計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，而關(guān)門信號(hào)使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。此時(shí)保存在計(jì)數(shù)器里的數(shù)碼大小，便為機(jī)械轉(zhuǎn)角成對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)碼。
1．2 框圖

1．3 所能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
采用粗精雙通道組合，粗：精=20：1。粗、精計(jì)數(shù)器均采用10位，粗滿量程為6000密位，精滿量程為300密位。210=1024故在360°里對(duì)應(yīng)的數(shù)碼為1024。顯然計(jì)數(shù)器中相差一個(gè)數(shù)碼對(duì)應(yīng)的粗密位數(shù)密位。對(duì)應(yīng)的精密位數(shù)。
各個(gè)角度里的轉(zhuǎn)換結(jié)果誤差為1～2個(gè)脈沖，即相差0．3～0．6密位。
1．4 移相網(wǎng)絡(luò)原理
旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的互成90°的二相電壓：us=Asinωtsinθ,uc=Asinωtcosθ加到阻容網(wǎng)絡(luò)上，在滿足一定的條件下，就可得到與轉(zhuǎn)角θ成線性關(guān)系的輸出相位。這可以從下面的公式推導(dǎo)中得到證明。如圖2所示。

可見(jiàn)，在ωRC＝1的條件下，移相網(wǎng)絡(luò)輸出電壓的幅值是一個(gè)常數(shù)，與轉(zhuǎn)角θ無(wú)關(guān)，而輸出電壓的相位與轉(zhuǎn)角θ成線性關(guān)系。但是輸出電壓相位相對(duì)于激磁電壓相位的相位差為，也就是說(shuō)要使移相網(wǎng)絡(luò)輸出電壓相位相對(duì)于激磁電壓相位的相位差為零，就須使加到阻容網(wǎng)絡(luò)上旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓的相位為。對(duì)此在調(diào)整移相編碼器系統(tǒng)零位時(shí)，就必須將旋轉(zhuǎn)變壓器定子繞組旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)其移相網(wǎng)絡(luò)輸出電壓相位與激磁電壓相位的一致，即使二者的相位差為零。