CN102506695B - 旋转变压器的精度检测*** - Google Patents
旋转变压器的精度检测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN102506695B CN102506695B CN201110301493.9A CN201110301493A CN102506695B CN 102506695 B CN102506695 B CN 102506695B CN 201110301493 A CN201110301493 A CN 201110301493A CN 102506695 B CN102506695 B CN 102506695B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotary transformer
- rotary
- detection system
- photoelectric
- coder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
本发明公开了一种旋转变压器的精度检测***,包括:安装在电机轴上的旋转变压器和光电式旋转编码器、向所述旋转变压器输出激励信号并接收所述旋转变压器带有旋转角度信息的调制信号并计算出旋转角度的解码器、保证从所述旋转变压器和光电式旋转编码器获得同一时刻的旋转角度的同步控制电路、评估基于旋转变压器的位置检测***的测量精度的上位机。本发明旋转变压器的精度检测***能比较精确的评估基于旋转变压器的位置检测***在电机处于固定转速、及加速、减速过程中的测量精度,有助于发现设计中存在的缺陷,改进设计。并且该测试平台的体积较小,成本低廉,对被测设备的影响也小,能客观的评估被测设备的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子电气领域,特别是涉及一种传感器精度的检测***。
背景技术
新能源汽车(例如混合动力汽车、电动汽车等)中的位置和速度传感器,原来大多采用光电式旋转编码器,但近年来却迅速地被旋转变压器(resolver)代替。这是因为旋转编码器虽然有较高的分辨率,但容易震坏,维修频率高;而旋转变压器能耐高强度的震动,不怕灰尘和油污,使用寿命长,故障率低。
请参阅图1,这是一个基于旋转变压器的位置检测***。在MCU(微控制器)10的控制下,解码器(Decoder)11的一对输出端产生一个高频的激励信号,如图2所示。这个激励信号先经过激励缓冲器(ExcitationBuffer)12,即执行电压功率放大,再加到旋转变压器13的一对输入端。旋转变压器13的两对输出端输出两个调制信号,如图3所示。这两个调制信号经过解码输入缓冲器(Decoder Input Buffer)14,即执行电压功率缩小,再加到解码器11的两对输入端。
假设旋转变压器13的定子和转子间的旋转角度为θ,那么旋转变压器13所输出的两个调制信号可以简单地理解为输入的激励信号分别与旋转角度θ的正弦、余弦的乘积。解码器11可以从这两个调制信号中根据一定的算法来求得旋转角度θ,从而实现角度的测量。
图1所示的位置检测***的测量精度由解码器11、激励缓冲器12、旋转变压器13和解码输入缓冲器14共同决定,该测量精度直接影响电机控制的性能。故而准确地检测该位置检测***的精度,特别是其动态精度(指被控电机在高速旋转及加速、减速过程中的角度测量精度)是非常重要的。
目前主要是在电机测试台架上完成对图1所示的位置检测***的精度的检测,这样操作存在以下缺陷:
其一,电机测试台架只能测量该位置检测***在被控电机的固定转速下的精度,而无法测量在被控电机的转速变化(加速或减速)时的精度。
其二,电机测试台架的背景噪声较大,对于精度的检测有一定的影响。
其三,电机测试台架的建设及维护成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于旋转变压器的位置检测***的精度检测***,该***的成本低廉,结构紧凑且功能强大。
为解决上述技术问题,本发明旋转变压器的精度检测***包括转台、旋转变压器辅助电路、数据采集电路和上位机;
所述转台具体包括:
一个电机;
一个电机控制器,控制所述电机匀速、加速或减速转动;
被测试的旋转变压器,安装在所述电机的轴上,与所述旋转变压器辅助电路相连接;
一个光电式旋转编码器,也安装在所述电机的轴上,与所述数据采集电路相连接;
所述旋转变压器辅助电路具体包括:
一个解码器,一方面向所述旋转变压器输出激励信号,另一方面接收所述旋转变压器带有旋转角度信息的调制信号并计算出旋转角度;
一个激励缓冲器,用于平衡所述激励信号在所述解码器和所述旋转变压器之间的电压功率;
一个解码输入缓冲器,用于平衡所述调制信号在所述旋转变压器和所述解码器之间的电压功率;
所述数据采集电路具体包括:
一个旋转变压器接口,用于接收所述解码器输出的基于旋转变压器检测得到的旋转角度;
一个光电式旋转编码器接口,用于接收光电式旋转编码器检测得到的旋转角度;
一个同步控制电路,采用两个并行的FPGA形式的状态机,通过内插延时来确保从所述旋转变压器和光电式旋转编码器获得同一时刻的旋转角度;
一个缓存器,用于保存采集到的数据;
一个上位机接口,用于让上位机控制整个检测***并从数据采集电路获得数据加以分析;
所述上位机用于设置所述转台的工作状态;配置所述旋转变压器、旋转变压器辅助电路和光电式旋转编码器的参数;分析所述数据采集电路所保存的数据,评估基于旋转变压器的位置检测***的测量精度。
本发明旋转变压器的精度检测***能比较精确的评估基于旋转变压器的位置检测***在电机处于固定转速、及加速、减速过程中的测量精度,有助于发现设计中存在的缺陷,改进设计。并且该测试平台的体积较小,成本低廉,对被测设备的影响也小,能客观的评估被测设备的测量精度。
附图说明
图1是基于旋转变压器的位置检测***的结构示意图;
图2是图1中旋转变压器输入的一个激励信号;
图3是图1中旋转变压器输出的两个调制信号;
图4是本发明旋转变压器的精度检测***的结构示意图;
图5是图4中的转台的结构示意图;
图6是图4中的旋转变压器辅助电路的结构示意图;
图7是图4中的数据采集电路的结构示意图。
图中附图标记说明:
10为微控制器(MCU);11为解码器;12为激励缓冲器;13为旋转变压器;14为解码输入缓冲器;15为光电式旋转编码器;20为转台;21为电机控制器;22为电机;30为旋转变压器辅助电路;40为数据采集电路;41为旋转变压器接口;42为光电式旋转编码器接口;43为同步控制电路;44为缓存器;45为上位机接口;50为上位机。
具体实施方式
请参阅图4,本发明旋转变压器的精度检测***包括转台20、旋转变压器辅助电路30、数据采集电路40和上位机50。
请参阅图5,所述转台20具体又包括一个电机控制器21、一个高速电机22、被测试的旋转变压器13和一个光电式旋转编码器15。其中,电机控制器21用于控制电机22匀速、加速或减速旋转。而电机22仅用于带动旋转变压器13和光电式旋转编码器15旋转,故该电机22的功率不需要太大。旋转变压器13和光电式旋转编码器15均装配在电机轴上,该机构设计需考虑旋转变压器13的替换。
请参阅图6,所述旋转变压器辅助电路30具体又包括一个解码器11、一个激励缓冲器12和一个解码输入缓冲器14。其中,解码器11一方面输出激励信号,另一方面接收调制信号并计算旋转角度。激励缓冲器12用于平衡激励信号的电压功率,解码输入缓冲器14用于平衡调制信号的电压功率。这一部分电路与图1所示的基于旋转变压器的位置检测***相一致。
请参阅图7,所述数据采集电路40具体又包括一个旋转变压器接口41、一个光电式旋转编码器接口42、一个同步控制电路43、一个缓存器44和一个上位机接口45。其中,旋转变压器接口41用于接收解码器11输出的基于旋转变压器检测得到的旋转角度。光电式旋转编码器接口42用于接收光电式旋转编码器15检测得到的旋转角度。同步控制电路43则用于保证从两个独立的位置检测***获得同一时刻的角度信息。缓存器44用于保存采集到的数据。上位机接口45用于让上位机50能够控制整个检测***并从数据采集电路40获得数据加以分析。
由于旋转变压器13和光电式旋转编码器15是基于不同的控制原理来配置寄存器、检测角度信息和采集数据的,因而在图7所示的数据采集电路40中,如何确保获得两个独立的位置检测***在同一时刻的角度信息是一个技术难点。本发明的同步控制电路43之所以能够保证对两路独立检测***的同步控制,是通过FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)这种基于并行结构的可编程逻辑阵列器件来实现的。当数据采集电路40接收到需要检测角度信息的指令时,FPGA内部两个独立并行的状态机开始工作,进行初始化,并通过内插延时来确保最终获得的两个独立的检测***的角度信息是一致的,即为同一时刻的角度信息。
例如,转台20上的旋转变压器13和旋转变压器辅助电路30作为第一路检测***,其内部处理的延迟时间是已知的,例如为x1。转台20上的光电式旋转编码器15作为第二路检测***,其内部处理的延迟时间也是已知的,例如为y1。所述同步控制电路43中的第一状态机采集第一路检测***的数据,经过z1时间后第二状态机采集第二路检测***的数据。这里的z1可为正、零、负。当z1为零,表示两个并行处理的状态机同时采集。当z1为负,表示第二状态机先采集,第一状态机后采集。那么同步控制电路43只需保证第一状态机内插延时比第二状态机内插延时多y1+z1-x1的时间,即可保证从两路独立检测***获得的是同一时刻的角度检测信息。y1+z1-x1可为正、零、负。当y1+z1-x1为零,表示两个状态机均无需内插延时,或内插相同时间的延时。当y1+z1-x1为负,表示第二状态机内插延时比第一状态机多。
在典型的器件应用时,旋转变压器13的数据带宽是16bit,光电式旋转编码器15的数据带宽是20bit,也就是说同一时间需要36bit的数据被保存在缓存器44中。这还没有考虑到数据采集电路40同时还需要随时响应上位机50的需求,以及将数据上传至上位机50等。本发明同步控制电路43在FPGA中采用高速存储器的接口和读写策略,应用灵活的FIFO带宽和深度设置,将两路独立检测***的数据通过至少一个内部FIFO(First In,First Out,先入先出)组成同步的64bit数据,再写入缓存器44中;同时如果上位机50有上传数据的需求,FPGA可以通过乒乓模式将保存于缓存器44中的数据读取出来并通过上位机接口45上传至上位机50。
所述上位机50例如为PC机,其中内置有数据处理软件,用来控制整个检测***并从数据采集电路40获得数据加以分析,提供人机接口界面等。在控制整个检测***方面,包括:设置转台20的工作状态(电机22是匀速转动,还是加速转动,还是减速转动);配置旋转变压器13、旋转变压器辅助电路30和光电式旋转编码器15的参数;分析数据采集电路40所保存的数据,评估基于旋转变压器的位置检测***的测量精度(根据与光电式旋转编码器的检测结果相比较)。
再请参阅图4~图7,转台20中的旋转变压器13连接旋转变压器辅助电路30中的激励缓冲器12和解码输入缓冲器14。旋转变压器辅助电路30中的解码器11连接数据采集电路40中的旋转变压器接口41。转台20中的光电式旋转编码器15连接数据采集电路40中的光电式旋转编码器接口42。数据采集电路40中的上位机接口45连接上位机50。
虽然图4中未图示,但所述旋转变压器的精度检测***还包括有一个供电电源,为各个模块提供电源。
综上所述,本发明旋转变压器的精度检测***将旋转变压器13和光电式旋转编码器15同时装在一个旋转的电机轴上,然后通过数据采集电路40记录旋转变压器13和光电式旋转编码器15在同一时刻所测量的角度信息,通过比较两者的角度偏差来评估基于旋转变压器的位置检测***的精度。
以上仅为本发明的优选实施例,并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种旋转变压器的精度检测***,其特征是,包括转台、旋转变压器辅助电路、数据采集电路和上位机;
所述转台具体包括:
一个电机;
一个电机控制器,控制所述电机匀速、加速或减速转动;
被测试的旋转变压器,安装在所述电机的轴上,与所述旋转变压器辅助电路相连接;
一个光电式旋转编码器,也安装在所述电机的轴上,与所述数据采集电路相连接;
所述旋转变压器辅助电路具体包括:
一个解码器,一方面向所述旋转变压器输出激励信号,另一方面接收所述旋转变压器带有旋转角度信息的调制信号并计算出旋转角度;
一个激励缓冲器,用于平衡所述激励信号在所述解码器和所述旋转变压器之间的电压功率;
一个解码输入缓冲器,用于平衡所述调制信号在所述旋转变压器和所述解码器之间的电压功率;
所述数据采集电路具体包括:
一个旋转变压器接口,用于接收所述解码器输出的基于旋转变压器检测得到的旋转角度;
一个光电式旋转编码器接口,用于接收光电式旋转编码器检测得到的旋转角度;
一个同步控制电路,采用两个并行的FPGA形式的状态机,通过内插延时来确保从所述旋转变压器和光电式旋转编码器获得同一时刻的旋转角度;
一个缓存器,用于保存采集到的数据;
一个上位机接口,用于让上位机控制整个检测***并从数据采集电路获得数据加以分析;
所述上位机用于设置所述转台的工作状态;配置所述旋转变压器、旋转变压器辅助电路和光电式旋转编码器的参数;分析所述数据采集电路所保存的数据,评估基于旋转变压器的位置检测***的测量精度。
2.根据权利要求1所述的旋转变压器的精度检测***,其特征是,所述同步控制电路采用FIFO队列,将所述旋转变压器和光电式旋转编码器采集的数据先写入所述FIFO队列,再写入所述缓存器。
3.根据权利要求1所述的旋转变压器的精度检测***,其特征是,还包括为其余各模块供电的电源模块。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110301493.9A CN102506695B (zh) | 2011-10-09 | 2011-10-09 | 旋转变压器的精度检测*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110301493.9A CN102506695B (zh) | 2011-10-09 | 2011-10-09 | 旋转变压器的精度检测*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102506695A CN102506695A (zh) | 2012-06-20 |
CN102506695B true CN102506695B (zh) | 2014-08-27 |
Family
ID=46218803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110301493.9A Active CN102506695B (zh) | 2011-10-09 | 2011-10-09 | 旋转变压器的精度检测*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102506695B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103018656B (zh) * | 2012-12-04 | 2016-03-02 | 联合汽车电子有限公司 | 旋转变压器角度检测电路功能测试*** |
CN104407166A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-11 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种自适应调整计数脉冲的电机转速恒精度测量方法 |
CN104406515B (zh) * | 2014-12-01 | 2017-05-24 | 杭州湘滨电子科技有限公司 | 一种测量永磁同步电机转子位置角的旋变激励与解码模块 |
CN105137235B (zh) * | 2015-08-27 | 2018-04-10 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种旋转变压器电桥的功能检测方法 |
CN105486209A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-13 | 苏州朗高电机有限公司 | 一种磁阻旋变精度测量仪 |
CN106091917A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 南京理工大学 | 旋转变压器检测评估*** |
CN107091962B (zh) * | 2017-06-30 | 2023-09-12 | 深圳市德西机电有限责任公司 | 旋转变压器的测试*** |
CN107478247B (zh) * | 2017-07-31 | 2019-07-23 | 浙江天拓电气有限公司 | 一种旋转变压器高精度解算*** |
CN110165947A (zh) * | 2018-02-13 | 2019-08-23 | 联合汽车电子有限公司 | 位置检测装置的精度评估装置、评估方法和评估*** |
CN110230977B (zh) * | 2018-06-29 | 2021-11-23 | 蔚来(安徽)控股有限公司 | 旋变设备的动态误差分析装置和方法、控制器及存储介质 |
CN109186450B (zh) * | 2018-10-29 | 2020-12-11 | 北京遥感设备研究所 | 位标器用同轴安装分体式旋转变压器精度测试方法 |
CN109612417A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-12 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 旋转变压器的精度检测方法及检测*** |
CN109581044B (zh) * | 2019-01-29 | 2020-11-24 | 上海理工大学 | 应用于旋转变压器的电压检测装置及工作方法 |
CN113091601B (zh) * | 2021-04-12 | 2023-03-24 | 上海大学 | 一种高速驱动电机旋变角位移测量误差测试方法 |
CN113295086A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-24 | 恒大新能源汽车投资控股集团有限公司 | 旋转变压器的精度测试*** |
CN115316877A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 广东六六达智慧健康科技有限公司 | 一种控制方法及坐便器辅助设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1975343A (zh) * | 2006-12-14 | 2007-06-06 | 天津大学 | 数字电容转角传感器校准***及校准方法 |
CN201194019Y (zh) * | 2007-12-05 | 2009-02-11 | 比亚迪股份有限公司 | 旋转变压器检测装置 |
CN201731895U (zh) * | 2010-06-22 | 2011-02-02 | 上海理工大学 | 基于虚拟仪器的编码器测试装置 |
CN102023625A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-20 | 北京金自天正智能控制股份有限公司 | 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3368837B2 (ja) * | 1998-08-05 | 2003-01-20 | トヨタ自動車株式会社 | レゾルバ信号処理装置 |
JP2005283274A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Fujinon Corp | 位置検出装置 |
CN100538282C (zh) * | 2007-08-06 | 2009-09-09 | 北京航空航天大学 | 一种电涡流传感器的数字化动态标定*** |
CN201107049Y (zh) * | 2007-09-30 | 2008-08-27 | 邸超 | 模块化存储测试仪 |
CN201322628Y (zh) * | 2008-12-01 | 2009-10-07 | 沈阳兴华航空电器有限责任公司 | 一种旋转变压器测试设备 |
CN101644752A (zh) * | 2009-08-14 | 2010-02-10 | 河南电力试验研究院 | 一种电流互感器在线精度检测方法和*** |
-
2011
- 2011-10-09 CN CN201110301493.9A patent/CN102506695B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1975343A (zh) * | 2006-12-14 | 2007-06-06 | 天津大学 | 数字电容转角传感器校准***及校准方法 |
CN201194019Y (zh) * | 2007-12-05 | 2009-02-11 | 比亚迪股份有限公司 | 旋转变压器检测装置 |
CN201731895U (zh) * | 2010-06-22 | 2011-02-02 | 上海理工大学 | 基于虚拟仪器的编码器测试装置 |
CN102023625A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-20 | 北京金自天正智能控制股份有限公司 | 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102506695A (zh) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102506695B (zh) | 旋转变压器的精度检测*** | |
CN102494710B (zh) | 编码器测角精度检测装置及方法 | |
CN104567787B (zh) | 动态测角***测量精度的标定方法 | |
CN100480636C (zh) | 数字电容转角传感器校准***及校准方法 | |
CN205049166U (zh) | 磁浮列车悬浮传感器静态特性测试*** | |
CN208635828U (zh) | 一种编码器校准装置 | |
CN202281593U (zh) | 旋转变压器的精度检测*** | |
CN103542967A (zh) | 一种定位转矩测量装置 | |
CN102564780B (zh) | 监测可电机驱动的设备部分的方法和装置 | |
CN102879032A (zh) | 测角精度动态测量装置 | |
CN104914864A (zh) | 一种移动装置、移动装置控制***及控制方法 | |
CN103630076A (zh) | 激光位移传感器的标定方法及装置 | |
CN107449460A (zh) | 一种旋转编码器的补偿方法和补偿*** | |
CN111521212A (zh) | 磁编码器校正***及方法、控制终端及可读存储介质 | |
CN109974597A (zh) | 一种xy平面光电式非接触位移传感器***及其使用方法 | |
CN102087296B (zh) | 一种电机测速传感器 | |
CN104833505A (zh) | 高精度传动误差检测*** | |
CN104458762B (zh) | 基于数字光纤传感器的abs齿圈质量检测方法 | |
CN201776187U (zh) | 用于离心机的两轴向自适应式动平衡执行装置 | |
CN102331344A (zh) | 精密减速机传动精度测试*** | |
CN209541769U (zh) | 一种陀螺仪测试***及装置 | |
CN203191127U (zh) | 一种定位转矩测量装置 | |
CN206347973U (zh) | 一种精密减速机传动精度检测设备 | |
CN103884352B (zh) | 光纤陀螺输出延迟时间自动测量的方法及装置 | |
CN202974319U (zh) | 测角精度动态测量装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |