基于旋轉變壓器移相編碼的工程設計

0 引言
軸角編碼器多種多樣，此文是一種基于旋轉變壓器粗、精雙通道的移相器編碼工程設計，并得到成功應用。

1 移相編碼器原理概述
1．1 原理及說(shuō)明
本方案采用以旋轉變壓器作為軸角傳感器的機械轉角轉換其與之成正比的相位移。首先用激磁信號作為計數器計數的開(kāi)門(mén)信號，通過(guò)移相網(wǎng)絡(luò )與機械轉角成正比關(guān)系的移相信號作為計數器的關(guān)門(mén)信號。開(kāi)門(mén)信號使計數器開(kāi)始計數，而關(guān)門(mén)信號使計數器停止計數。此時(shí)保存在計數器里的數碼大小，便為機械轉角成對應關(guān)系的數碼。
1．2 框圖

1．3 所能達到的技術(shù)指標
采用粗精雙通道組合，粗：精=20：1。粗、精計數器均采用10位，粗滿(mǎn)量程為6000密位，精滿(mǎn)量程為300密位。210=1024故在360°里對應的數碼為1024。顯然計數器中相差一個(gè)數碼對應的粗密位數密位。對應的精密位數。
各個(gè)角度里的轉換結果誤差為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(mǎn)足一定的條件下，就可得到與轉角θ成線(xiàn)性關(guān)系的輸出相位。這可以從下面的公式推導中得到證明。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，與轉角θ無(wú)關(guān)，而輸出電壓的相位與轉角θ成線(xiàn)性關(guān)系。但是輸出電壓相位相對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 )上旋轉變壓器輸出電壓的相位為。對此在調整移相編碼器系統零位時(shí)，就必須將旋轉變壓器定子繞組旋轉實(shí)現其移相網(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。