[发明专利]采用方程组解算的角度信号数字化测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量方法领域，特别是指一种采用方程组解算的角度信号数字化测量方法。

背景技术

工程上通常采用自整角机传感器测量角度信号，自整角机是利用自整步特性将转角变为交流电压信号，通过测量装置对交流电压进行转换，得到方位角度供系统使用或显示屏显示，方位角度测量是各种导航系统、大型雷达设施和一些控制系统感知自身状态的重要途径。

目前常规的测量方法是将自整角机输出的同频三相交流电压

V1＝V_RSINθ；V2＝V_RSIN(θ+120°)；V3＝V_RSIN(θ+240°)；

其中，V_R为自整角机的激磁电压。

经电阻降压及变压器隔离后，通过由运算放大器构成的SCOTT变压器电路转换成两相交流电压，即正弦信号和余弦信号，再分区间对正余弦信号相比较编码(详见图2)，最后送入计算机系统进行处理，得出角度信号，原理如图1所示。其中，卦限符号编号是利用V1、V2、V2-V1这三个函数的符号作为八个区间判别的依据，如果为正时，标记为“1”，如果为负时，标记为“0”。

采用该测量方法软硬件设计复杂，需要精确调校，工程人员难以掌握。同时在工程实践上由于很难获得干净的供电环境，因此自整角机激磁信号通常存在波动，从而对测量结果造成直接影响，难以保证测量的精度。

发明内容

本发明提出一种采用方程组解算的角度信号数字化测量方法，。

本发明的技术方案是这样实现的：

与现有技术相比，本发明的优点在于：软硬件设计简单，无需调校，便于数字化测试实现；由于在整个解方程组过程中，激磁电压信号作为参变量可约去，因此其信号波动影响被消除，排除了由于激磁电压不稳带来的误差，大大提高测试精度。

附图说明

图1为本发明的原测量角度信号设备原理图；

图2为本发明的分区间对正余弦信号相比较编码真值表；

图3为本发明的原理方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：参见图1、图2和图3，对于一相交流电压V1＝V_RSINθ来讲，要解算出θ需知道V1和V_R数值，其中V1可通过取有效值得到，而V_R数值利用θ＝90°时，V1＝V_R的原理，即需将自整角机运行120°，采集V1数值，最大V1即为V_R数值，虽然此方法可以实现角度信号的解算，但存在几个缺点：①进行角度转换之前需将自整角机自运行一遍，得到V_R数值；②由于激磁信号不会是恒定的电压值，有一定的波动，因此解算出的角度信号精度很难得到保证；③理想状态下，θ＝90°时V1＝V_R，但实际取值过程中，V1和V_R之间有偏差。

鉴于此，再引入一相交流电压，采用方程组解算的方法测量，即：

V1＝V_RSINθ；

V2＝V_RSIN(θ+120°)；

从方程组中可以看出，未知因素为两个，V_R和θ，而V_R在方程组中作为参变量可略去不计，即将两相交流电压取有效值得到V1、V2经AD采集后送入计算机系统中通过解算方程组即可得到角度信号。

本发明的优点在于软硬件设计简单，无需调校，便于数字化测试实现；由于在整个解方程组过程中，激磁电压信号作为参变量可约去，因此其信号波动影响被消除，排除了由于激磁电压不稳带来的误差，大大提高测试精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。