文档介绍：精度检测卡
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作者
张国鑫
完成日期
2013-4-17
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改动内容
目录
1、设计目标 1
2、机械结构及安装 2
、旋转变压器的结构及安装 2
、旋转变压器的结构 2
、旋转变压器输出方式 4
、旋转变压器的安装及误差 4
、光电编码器的结构及安装 5
、光电编码器的结构 5
、光电编码器的安装 6
、精度检测实验安装方式 6
3、信号接口 8
、旋转变压器信号线接口 8
、光电编码器信号线接口 10
、LCD显示接口 11
4、硬件设计 12
、DSP资源分配 12
、原理图 12
、光电编码器部分 12
、旋变解码芯片部分 13
、显示部分 13
、DSP芯片原理图 14
、PCB制版 15
、硬件实物图 16
5、软件设计 17
、算法原理 17
、算法流程图 18
、时序图 19
、LCD模块时序图 19
、旋变解码芯片时序图 19
、光电编码器时序图 20
、精度检测流程图 21
6、实验调试 22
、显示模块调试 22
、光电编码器调试 26
、旋变角度采样调试 32
、读写调试 32
、激励信号 33
、旋变角度 34
、精度检测调试 37
、不同转速下的最大误差 37
、单次最大误差研究 41
、定转速下误差研究 42
、检测频率及显示频率 44
7、讨论事项 45
、硬件方面: 45
、软件方面: 45
、设计方面: 45
8、改进及优化 46
1、设计目标
旋转变压器精度检测系统主要应用于潜油项目,目的在于检测旋转变压器在电机上安装的精度并予以显示。
根据需要,本次设计采用ADI公司的AD2S1210旋转变压器解码芯片(以下简称为:旋变解码芯片)和TI的DSP28069来实现旋变解码和精度检测的功能。
其中旋变解码器将绝对式角度信号通过SPI通讯方式发送至DSP,光电编码器将增量式角度信号经过电平转换芯片后发送至DSP。
精度检测的方法是以光电编码器为基准,将光电编码器采样的数据和旋转变压器解码芯片得到的数据做差,认为得到的差值就是旋转变压器的精度。最后将精度通过LCD显示。
2、机械结构及安装
、旋转变压器的结构及安装
、旋转变压器的结构
根据转子电信号引进、引出的方式,分为有刷旋转变压器(如图2-1)和无刷旋转变压器(如图2-2)。有刷点击的转子绕组通过滑环和电刷直接引出,其特点是结构简单,体积小,但因电刷与滑环是机械滑动接触的,所以旋转变压器的可靠性差,寿命也较短。
图 2-1有刷旋转变压器结构图
图 2-2 无刷旋转变压器结构图
目前无刷旋转变压器有两种结构形式。一种称作环形变压器式无刷旋转变压器,另一种称作磁阻式旋转变压器。
(1)环形变压器式无刷旋转变压器(如图2-3)
环形变压器式无刷旋转变压器在结构上和有刷旋转变压器一样。它的一个绕组在定子上,一个在转子上,同心放置。转子上的环形变压器绕组和作信号变换的转子绕组相联,它的电信号的输入输出由环形变压器完成。
图2-3无刷式旋转变压器
(2)磁阻式旋转变压器(如图2-4)
磁阻式旋转变压器的励磁绕组和输出绕组放在同一套定子槽内,固定不动。但励磁绕组和输出绕组的形式不一样。两相绕组的输出信号,仍然应该是随转角作正弦变化、彼此相差90度电角度的电信号。
图2-4 磁阻式旋转变压器
(3)多极旋转变压器(如图2-5)
图2-5是共磁路结构,粗、精机定、转子绕组公用一套铁心。
粗机,是指单对磁极的旋转变压器,精度低;
精机,是指多对磁极的旋转变压器,精度高。
图2-5多极旋转变压器结构示意
、旋转变压器输出方式
根据信号输出的方式,分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、特种函数旋转变压器。
1)正余弦旋转变压器
正余弦旋转变压器在定子槽中分别布置有两个空间互成90°的绕组,一个是定子激磁绕组,一个为定子交轴绕组(补偿),两套绕组的结构是完全相同的。在转子槽中也分别布置有两个空间互成90°的绕组,一个正弦输出绕组,一个余弦输出绕组,两套绕组的结构是完全相同的。正余弦旋转变压器的输出电压与转子