[发明专利]一种基于旋转变压器的多圈绝对型旋转编码器

权利要求书

1.一种基于旋转变压器的多圈绝对型旋转编码器，其特征在于，旋转编码器信号处理电路包括微处理器、可编程控制器、存储器、光偶和RS485接口芯片；旋转编码器以旋转变压器作为轴角位移传感器，以DSP为核心处理器构建轴角解码电路，由直接数字频率合成电路以数控振荡器的方式，产生频率、相位可控制的正弦波，经功率放大器、滤波电路直接作为旋转变压器的激磁信号；旋转变压器信号经过电子变压器匹配电路后，送入A/D变换，经过过采样、数字滤波及抽取数字信号处理，得到两个通道实际角度的正余弦值，由PI算法动态跟踪角度误差变化，将旋转物体转过的机械位移量转换成数字轴角位置、速度。

2.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，旋转编码器采用一体式结构框架，使用金属铝壳封装，旋转变压器采用密封的方式与编码电路进行完全的隔离。

3.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，旋转编码器输出数据采用格雷码或二进制方式，以RS485形式输出，采用光偶把输入的时钟与内部电路进行隔离，同时在输入、输出电路中安装了防雷装置。

4.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，旋转编码器设置方向信号和清零信号，以改变编码器的方向和校零。

5.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，其转换技术如下，

(1)旋转变压器-数字转换；它包括DSP处理器，Sin/Cos信号调理器，功率驱动器，滤波器，振荡器；DSP处理器主时钟采用外部晶振，使用直接数字频率合成器产生励磁参考信号，通过功率放大器、滤波器，输出信号Vf作为旋转变压器的参考频率，旋转变压器输出正弦信号Vsin和余弦信号Vcos，经过Sin/Cos信号调节器，把电压变成标准2V的正余弦信号Usin和Ucos信号，DSP处理器中ADC转换器对信号Usin和Ucos进行采样，在DSP处理器内运行R/D转换器的数字控制算法，把旋转变压器信号变换成并行位置信号输出和角速度信号输出；R/D转换器是一个混合信号电路，利用两路ADC转换器对旋转变压器信号进行数字量化处理，采用一个II型跟踪环将输入信号转换成数字量的角位置和角速度；输入正弦信号Usin和余弦信号Ucos以参考频率2K倍的频率在ADC中采样，变换为sin(n)和cos(n)；

(2)数字-编码转换；数字-编码转换采用微处理器，微处理器使用内部时钟，嵌入了看门狗、12位DAC转换器；DSP旋转变压器-数字转换输出的速度信号和位置信号采用复用的方式，控制信号RDVEL为逻辑高电平时，输出12位数据为位置信号，控制信号RDVEL为逻辑低电平时，输出12位数据为速度信号；微处理器通过可编程控制器对DSP转换的速度信号和位置信号进行录取，速度信号直接通过12位DAC转换器输出模拟信号，数据信号通过软件处理，转换成编码信号，其圈数采用软件算法得到；编码信号可以通过外部信号改变编码信号的零位、转换方向，同时具有记忆功能，采用非易失性铁电存储器FM24CL16。