采用料單片機(jī)來(lái)控制產(chǎn)生各種波形生產(chǎn)性能穩(wěn)定度更高的函數(shù)變壓器已成為可能。在不使用5某合，由￡01來(lái)實(shí)現(xiàn)，信號(hào)脈沖作為掃描時(shí)鐘，經(jīng)D4040計(jì)數(shù)后形成地址掃描碼，使EPRO地址連作者巧々：鄧輝宇1971男，哈爾濱工業(yè)大學(xué)博±研究生。
續(xù)變化，并連續(xù)輸出預(yù)先設(shè)定的正弦函數(shù)值6，或正余弦函數(shù)值的運(yùn)算計(jì)由計(jì)算機(jī)完成，也可由6尸01構(gòu)成困數(shù)表格完成，后者可咸輕計(jì)算化的負(fù)擔(dān)，與單片機(jī)接口時(shí)后者的優(yōu)巧性更為突出1氣2鑒幅型測(cè)角原理轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)中般采用旋轉(zhuǎn)變壓巧和圓感應(yīng)同步巧組成粗巧雙通道角位置測(cè)童系統(tǒng)，般采用忠應(yīng)同步器分段繞組澈磁，由連續(xù)繞組輸出的鑒語(yǔ)方式町整個(gè)電路由放大器，口巧電路、數(shù)巧轉(zhuǎn)換器、邏巧控巧電路等組成。數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括電子開(kāi)關(guān)、函數(shù)變壓巧。當(dāng)定子繞組加《交化勵(lì)巧電壓，巧應(yīng)同步器輸人為式中：為定子勵(lì)磁電壓的最大福值06為巧蹤01的角度；《為激磁電壓角頻率。
轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)前置放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的電勢(shì)為式中：《，為轉(zhuǎn)子與定子之間的巧合系巧0為轉(zhuǎn)子與定子相對(duì)位移的角度表示里。
當(dāng)感應(yīng)同步器的轉(zhuǎn)子和定子處于相對(duì)平巧位置時(shí)，0，=06=化轉(zhuǎn)子移動(dòng)個(gè)位里后，0=01么0化，則0屯，旁0扣所6化這個(gè)巧應(yīng)電勢(shì)的大小，反映著勵(lì)巧電壓與機(jī)械位置的角度表示量有誤差，巧為誤差電壓。測(cè)角系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)誤差電壓的大小，完成兩個(gè)功能；產(chǎn)生個(gè)等于么0的么04去校正勵(lì)巧電壓的巧值，使0，= 012重新讓轉(zhuǎn)子輸出的電勢(shì)6=顯示計(jì)數(shù)器把機(jī)械位移量么0記錄下來(lái)，并加料數(shù)字顯示。
3函數(shù)變壓器的設(shè)計(jì)數(shù)模轉(zhuǎn)換由函數(shù)變壓器巧現(xiàn)，由口巧電路輸出的計(jì)數(shù)化沖通過(guò)變換計(jì)數(shù)巧進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)兩相繞組輸出的電壓按s0￠，∞s0￠規(guī)律變化。由于目前采用3說(shuō)對(duì)極的應(yīng)同步巧，可巧《l.機(jī)械角巧，系統(tǒng)要求分辨率為化36，控制信號(hào)的0在相應(yīng)于周巧的范圍內(nèi)必須分為1等分。仔細(xì)研究周期的勵(lì)磁電壓波形后見(jiàn)圖1，可看出，不論是正弦繞組還是余弦繞組，在礦~1撕。與180°~3說(shuō)°兩段變化規(guī)律是_致的，只是飯性相反而已，可將0°~360°的個(gè)周期7分成兩為前極巧，化0°~360°稱(chēng)為后極巧。由于在前后兩個(gè)極巧中，勵(lì)巧電壓巧值的變化規(guī)律相同，僅僅是極性相反，所切就有可能將前極距中的控制規(guī)律應(yīng)用到后極巧中去。也就是說(shuō)，將0°―180°的段分成5000等分，然后使180°~3餅°后極距中勵(lì)磁電壓的變化與前極距相同見(jiàn)圖2.再用極距巧別線路，去識(shí)別轉(zhuǎn)子是在前極距還是在后極距。這樣電》2化后面巧電壓波形田田巧電旺波形田子開(kāi)關(guān)的通道就可減少半，而不改變系統(tǒng)分辨能力和測(cè)情度。
往函數(shù)變壓器采用運(yùn)算放大器的比例運(yùn)算，利用數(shù)學(xué)公式簡(jiǎn)化后，采用十進(jìn)制的四級(jí)運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)5000等分，第級(jí)是化1°當(dāng)量的個(gè)正余弦函數(shù)變壓器，輸出的兩路電壓值為31心4￡和巧5如，其中0=36/=化15，第二級(jí)、第=級(jí)和第四級(jí)分別為化1.1.和。1°當(dāng)呈的兩個(gè)正切函數(shù)變壓器，其輸出的畫(huà)數(shù)電壓值與原端輸人電壓值之比為tanB0，tany和化ntu，其中ク=1.8.，y=化18.a；占==D=O，l，9.電角度0電可由a，占0，y和D扣4部分表示為根據(jù)吉角畫(huà)數(shù)公式，可得0電=8￡牛占口給出級(jí)5山/1￡、。5線路如圖3所示。運(yùn)算放大器1和模擬開(kāi)關(guān)、電阻《，~，及，組成油10￡發(fā)生器。運(yùn)算放大器1接成比例放大器形式，函數(shù)電阻值按下式選取卓=8山0.
及2武4反6兩個(gè)運(yùn)算放大器和模擬開(kāi)關(guān)、或口、電阻及7~及，及組成840￡發(fā)生器。為了實(shí)現(xiàn)80波形，當(dāng)數(shù)字為3、4、5時(shí)，必須梅對(duì)應(yīng)的∞sk值倒相次，運(yùn)算放大器3巧是為此設(shè)置的。為了完成此函數(shù)變壓器的功能，巧74個(gè)模擬開(kāi)關(guān)，80多個(gè)電阻，為了巧少誤差，巧要采用巧益高，漂移小的運(yùn)算放大器和篼巧度電阻。采用晶體管作為模擬開(kāi)關(guān)，具有開(kāi)關(guān)壓降。在斷開(kāi)狀態(tài)呈高阻抗，接近理想開(kāi)關(guān)，但尋通狀態(tài)電阻不為寒，存在著開(kāi)關(guān)壓降U，它巧基極電流的增大而減小，隨負(fù)載電流的巧大而加。在負(fù)載情況下，負(fù)載電流流過(guò)畫(huà)數(shù)變壓器引起了輸出阻抗壓巧，也導(dǎo)致了函數(shù)誤差；電路的函巧值主要由反饋電阻及，與輸人電阻之比決定，當(dāng)選用電阻有誤差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致函數(shù)誤差?？梢?jiàn)，選用電阻與運(yùn)算放大器組成的西數(shù)變壓巧，誤差較大而且電路也比較巧瑣。
本文設(shè)計(jì)的函數(shù)變壓器采用AD7535D/A轉(zhuǎn)換芯片和EPRO2764芯片共同實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖4，由于sin0fe和∞s0￠在爐18№值分別為O~l，和l~l，所レッ采用兩極運(yùn)算放大器組成的模擬電壓輸出電路，從U，運(yùn)算放大器Ft點(diǎn)輸出的為雙極性模擬電壓，AD7535的輸人為在四象限工作方式下的數(shù)字S碼，在偏移碼的全范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于雙極性模擬電壓輸出，該接口電路輸出的模擬電壓為式中1/，為參考電壓；為輸入數(shù)宇量。
每個(gè)八07535數(shù)宇量由兩個(gè)6口01芯片提供數(shù)字量輸入如表1.本文采用的2764是種容星為8K：8的EPRO，它有13條地址引腳A，：~AJ，8條數(shù)據(jù)引腳D7Do，地址輸入端An~用來(lái)輸人存儲(chǔ)單元的地址。EPRO中存儲(chǔ)的為正弦波巧值巧字碼是AD7535對(duì)應(yīng)的輸人數(shù)字量，個(gè)計(jì)數(shù)脈沖對(duì)應(yīng)個(gè)巧量。存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)通過(guò)編程器輸人。經(jīng)口化電路輸出計(jì)數(shù)脈沖從6，[的地址引腳輸入，使存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)引腳輸出，控制AD7535的輸出，則從D/A轉(zhuǎn)換器輸出的電壓按sin0電，os6電規(guī)律的變化。
巧調(diào)電巧的函數(shù)變壓器誤差分析1剩余電壓由于函數(shù)變壓器兩相參數(shù)存在差異，所有可能出現(xiàn)兩相相位不同的情況，如設(shè)雙極性輸出/的關(guān)系數(shù)字量輸人14位雙極性棋抵電壓輸出，=201式中么0電為兩相電壓間的相位差。Usot 6口[叫曲而0化3白電式90為變量，除0=，芋，這4個(gè)特殊角度外，對(duì)其它0，無(wú)論如何改變6，總不為零。令0=0，求得剩余電壓為6=_么0電3剩余電壓雖不直接導(dǎo)致誤差，但卻使測(cè)試系統(tǒng)的分辨率下降。
分段繞組兩相電壓存在巧值誤差和函數(shù)關(guān)系不準(zhǔn)式中：ao為相相對(duì)B相有零位誤差，即相鄰正交誤差；e為公相相對(duì)心相有幅值誤差，即相鄰巧值誤顯然，使上式為零時(shí)測(cè)得可知變量0不會(huì)等于轉(zhuǎn)角0其中包括變換誤差么￡。在內(nèi)，設(shè)0，上式為巧，即略去二次《上微量，得感應(yīng)同步器的相鄰幅值誤差和相鄰正交誤差是可レッ靠調(diào)整電源的參數(shù)來(lái)補(bǔ)償?shù)?，只要使電源的幅值誤差和正交誤差與感應(yīng)同步器的兩個(gè)相應(yīng)的誤差大小樣，符號(hào)相厲即可。但是在不同極下這兩個(gè)誤差未必相同，所能補(bǔ)償?shù)闹皇撬鼈兊暮愣ǔ煞帧?/P>
電壓失真是由函數(shù)變壓器引起的，且分段繞組兩相的失真存在的差異，設(shè)差異部分力。U將式3代入式2，得這時(shí)，當(dāng)0=0化時(shí)存在剩余電壓為可見(jiàn)，當(dāng)從感應(yīng)同步器輸出信號(hào)時(shí)，有二次和次諧波，需采取濾波電路消除。
函數(shù)變壓器自身的誤差函數(shù)變壓器中0/轉(zhuǎn)換器為14位，0/轉(zhuǎn)換器的誤差可分兩部分發(fā)//，即19式中e，為固有誤差，包括失調(diào)、增益誤差和線性誤差。失調(diào)誤差力±化097FSR，增益誤差為±0.06fSR，線性誤差為±0.024a民。失調(diào)誤差和增益誤差可レッ用線路來(lái)補(bǔ)償，補(bǔ)償方法化當(dāng)參考電源為5V時(shí)，失調(diào)的調(diào)整可在正滿(mǎn)度處進(jìn)行，即將各位關(guān)斷，調(diào)整電位器《3，使運(yùn)放輸出為化增益調(diào)整可輸出全1碼，調(diào)整電位器Rn，使運(yùn)放輸出為4.9998V.eD巧包括溫漂精度隨溫度變化的漂移，時(shí)漂長(zhǎng)時(shí)間工作漂移及電源電壓變化引起的誤差。溫漂的誤差為實(shí)驗(yàn)室是在恒溫狀態(tài)下，電源電壓變化引起的誤差為±0.048FS民，時(shí)漂誤差為±0.01巧R，則總誤差為由于兩相繞組輸出的電壓按5山0電，巧80規(guī)律的變化，04變化的方向是使0電趨近于0，重新使誤差信號(hào)。
趨近于零，直至低于口檻電平，系統(tǒng)達(dá)到平衡。本方案采用14位0/，則有效位為之3，14的大小主要決定于5山01―0屯；誤差為式中：6為變換計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)的理想函數(shù)值6為從/八轉(zhuǎn)換巧輸出的實(shí)際數(shù)值。
出口檻電壓的脈沖數(shù)較小，理想函數(shù)值與從/八轉(zhuǎn)換器輸出的實(shí)際函數(shù)值誤差較大；當(dāng)填充脈沖較多時(shí)，理想函巧值與實(shí)際輸出值誤差很小，擬合巧況良好，誤差可忽略不計(jì)，誤差值。
對(duì)于這種巧況，采用調(diào)整0椎電壓的放大倍數(shù)來(lái)巧小函數(shù)值的誤差。
填充化沖巧誤差分配情況巧想函數(shù)值2.5巧7化的實(shí)際函巧值童化誤差值％1.的8巧9本文討論了函數(shù)變壓器的原理和設(shè)計(jì)過(guò)程，采用AD7535蒼片制作的函數(shù)變壓器，結(jié)巧簡(jiǎn)單，通過(guò)在滿(mǎn)角系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)行，具有良好的穩(wěn)定性能，而且易于實(shí)現(xiàn)及調(diào)巧，誤差小，可靠性好，具用很好的實(shí)用價(jià)值。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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