基于DSP的光电编码器、旋转变压器精度检测。.doc

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1、....精度检测卡文件状态[√]草稿文件[]正式文件[]更改正式文件文件标识：当前版本：V1.0作者国鑫完成日期2013-4-17........修改记录版本日期修改人改动涉及部分或页码改动容........目录1、设计目标12、机械结构及安装22.1、旋转变压器的结构及安装22.1.1、旋转变压器的结构22.1.2、旋转变压器输出方式42.1.3、旋转变压器的安装及误差42.2、光电编码器的结构及安装52.2.1、光电编码器的结构52.2.2、光电编码器的安装62.3、精度检测实验安装方式63、信号接口83.1、旋转变压器信号线

2、接口83.2、光电编码器信号线接口103.3、LCD显示接口114、硬件设计124.1、DSP资源分配124.2、原理图124.2.1、光电编码器部分124.2.2、旋变解码芯片部分13........4.2.3、显示部分134.2.4、DSP芯片原理图144.3、PCB制版154.4、硬件实物图165、软件设计175.1、算法原理175.2、算法流程图185.3、时序图195.3.1、LCD模块时序图195.3.2、旋变解码芯片时序图195.3.3、光电编码器时序图205.3.4、精度检测流程图216、实验调试226.1、显示模

3、块调试226.2、光电编码器调试266.3、旋变角度采样调试326.3.1、读写调试326.3.2、激励信号336.3.3、旋变角度346.4、精度检测调试376.4.1、不同转速下的最大误差37........6.4.2、单次最大误差研究416.4.2、定转速下误差研究426.4.3、检测频率及显示频率447、讨论事项457.1、硬件方面：457.2、软件方面：457.3、设计方面：458、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

4、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2.1、旋转变压器的结构及安装2.1.1、旋转变压器的结构根据转子电信号引进、

5、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

6、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，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-

7、5多极旋转变压器结构示意........2.1.2、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转角成正余弦函数关系。2）线性旋转变压器输出电压与转角成正比的旋转变压器叫做线性旋转变

8、压器。3）特种函数旋转变压器特种函数旋转变压器就是输出电压与旋转角度成特殊函数关系，该种变压器通用性小。2.1.3、旋转变压器的安装及误差旋转变压器的安装可以分为两种：（1）旋转变压器安装在机壳优点是：可以缩短电机和旋变的总长度；缺点是：因电机漏磁