[实用新型]一种感应同步器测角接口板卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及感应同步器测角技术领域，尤其涉及一种感应同步器测角接口板卡。 

背景技术

在转台、雷达、天线控制等伺服控制系统中，高精度角度测量是实现精确位置控制的前提。感应同步器作为一种检测机械转角和位移的电磁感应式传感元件，具有测量精度高、运行速度快、工作稳定可靠等优点。同时，由于依靠电磁感应工作，没有摩擦的影响，使用寿命几乎可以无限长，并且对环境温度、湿度、油污等状况无特殊要求，因此在航空、航天、军事和工业生产中有广泛的应用。 

近年来，随着微处理器的广泛应用，感应同步器测角系统不仅在硬件电路上得到了很大的简化、提高了测角系统的抗干扰性及可靠性，而且大大丰富了测角系统的功能，进一步提高了测量的精度。感应同步器测角系统输出采取并行/串行数据输出两种形式。其中，串行数据输出形式接线简单，但传输速率较慢。因此，伺服控制系统中大多采用并行数据输出的形式。 

在伺服控制系统中，特别是多轴伺服系统中，控制器大多采用工控机。工控机具有以下优点：实时在线检测与控制能力强，实时性高；在复杂的工业环境下能长时间连续可靠运行；具有很强的输入/输出功能，能够与工业现场各种检测仪表和控制装置相连接完成各种测量控制任务；应用软件极为丰富，简洁、方便。基于上述优点，工控机在多轴伺服控制系统中得到了广泛应用。工控机可通过数字I/O接口卡接收感应同步器测角系统输出的并行数据，但这种方式可能因并行数据线过长引起串扰。 

解决上述问题最直接的方法是研制感应同步器测角接口卡。目前，尚没有此类专门应用于感应同步器测角的接口卡，也未见有相关文献或专利公开。因此，研制感应同步器测角PCI板卡具有重要的现实意义和应用潜力。 

发明内容

本实用新型的目的是为了解决在伺服控制系统中，同时实现高精度角度测量以及感应同步器测角系统与工控机之间的数据传输问题，提出一种新的感应同步器测角接口板卡。 

本实用新型所采用的技术方案如下： 

一种感应同步器测角接口板卡，包括感应同步器励磁模块、感应同步器前置放大模块、采样及角度解算模块、PCI总线接口模块和电源。优选的，还包括一个滤波及放大模块。 

其中，所述感应同步器励磁模块用于产生激励感应同步器的励磁信号。本实用新型中，采用正弦波作为励磁信号，并采用单相励磁、双相输出的鉴幅方式。 

所述感应同步器前置放大模块用于将正余弦两路信号放大成伏级信号。由于感应同步器同时输出毫伏级正弦和余弦信号，因此必须通过前置放大将毫伏级信号放大成伏级信号，并对正、余弦信号的幅度进行调节，使二者的大小相等且在模数转换器的输入范围内。优选的，可将放大后获得的伏级信号直接通过滤波及放大模块进一步放大及滤波处理，从而达到同样日的。 

所述采样及角度解算模块用于对经过前置放大处理后的正余弦信号进行同步峰值采样，并经解反三角函数得到机械角度。 

所述PCI总线接口模块选用PCI总线桥接芯片(例如PCI9052)，所选芯片要求能够实现符合PCI总线协议V2.1、33MHz主频、32位数据宽度的PCI总线接口，并具有132MB/s的数据传输能力。同时，为桥接芯片连接一个数据存储器，用于存储板卡设备号、制造商号、子设备号、子制造商号、中断号、设备类型号、局部空间基地址、局部空间大小及映射类型、局部空间描述、片选响应、中断控制和状态以及局部响应控制等信息。 

所述电源要求能够提供外置±12V或±15V电压，用于解决工控机内置电源功率不足的问题。 

上述组成部分的连接关系如下： 

感应同步器励磁模块输出端同外部的感应同步器的励磁输入相连。感应同步器的输出端与感应同步器前置放大模块的输入端相连，感应同步器前置放大模块的输出端与采样及角度解算模块的输入端相连。采样及角度解算模块的输 出端与PCI总线接口模块中的桥接芯片相连。桥接芯片的输出通过PCL总线与外部的工控机相连。电源分别同上述组成模块相连。 

本接口板卡的工作过程如下： 

首先，感应同步器励磁模块产生正弦励磁信号。之后，将该信号送感应同步器。感应同步器输出毫伏级正弦及余弦信号。此毫伏级正弦及余弦信号经过感应同步器前置放大模块，被放大成伏级信号，并对正、余弦信号的幅度进行调节，使二者的大小相等且在模数转换器的输入范围内。之后，伏级信号经过采样及角度解算模块进行峰值采样及解算，得到感应同步器转过的机械角度。最后，PCI总线接口模块把得到的角度数据通过PCI总线传输给工控机。 

有益效果