旋转变压器解码
旋转变压器编码器的工作原理
旋转变压器编码器的工作原理
旋转变压器编码器的工作原理是基于电磁感应原理和变压器原理。
它是一种常见的传感器，用于测量和记录旋转物体的位置、速度和方向。
旋转变压器编码器由两部分组成：固定部分和旋转部分。
固定部分包括一个绕组和一个磁芯，而旋转部分包括一个磁头和一个磁环。
当旋转部分绕着固定部分旋转时，磁头和磁环之间的磁场会发生变化，从而在绕组中引起感应电动势的变化。
具体来说，当旋转部分转动时，磁头和磁环之间的距离会发生变化。
这会导致磁场的强度和方向在绕组中发生变化，进而引起感应电动势的变化。
感应电动势的大小和方向取决于旋转部分的位置和方向。
编码器通过测量感应电动势的变化来确定旋转物体的位置、速度和方向。
通常使用数字输出来表示这些信息。
编码器通常具有一个输出轴和一个编码盘，编码盘会根据旋转部分的位置和方向而旋转。
通过读取编码盘上的编码信号，可以确定旋转物体的具体位置及其旋转方向。
旋转变压器编码器具有很高的精度和可靠性，被广泛应用于自动控制系统、机器人、摄像机云台、工业机械等领域。
它在角度测量、位置反馈和控制系统中发挥着重要作用。
通过使用旋转变压器编码器，工程师可以实时监测和控制旋转物体的运动，从而提高系统的性能和效率。
永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计
永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计马利娇，贾欣&,陈少华（北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京100192）摘要：针对旋转变压器解码电路误差对永磁同步电机（PMSM ）转子位置检测精度的影响，深入分析了解码电路工作 ，基 度/速度观测器， 了 高精度快响应的旋转变压器信 方法。
电路采用低电压运放MCA33202对旋变输出正弦和余弦信号进行解码，基于解码后的估算角度构建了单位反馈闭环系 ，优化了解码电路关键器，提高了 PMSM 转子位置检测精度。
通1台2.5 kW 高速PMSM 了该的有效 。
关键词：永磁同步电机；旋转变压器；观测器；解码电路；位置检测精度中图分类号：TM 341文献标志码：A文章编号：1673-6540（2021）02-0031-05doi ： 1052177/emca.2020.187Optimal Design of Resolver Decoding Algorithm for Permanent MagnetSynchronous Motor *收稿日期：2020-11-02；收到修改稿日期：2020-12-E4*基金项目：国家自然科学基金项目（62003047）；北京市委组织部骨干人才项目（2018000020124+103） 作者简介：马利娇（1995-），女,硕士研究生,研究方向为永磁电机控制’陈少华（1985-），男，博士,副教授，研究方向为高速电机控制、高效电力变换’（通信作者）MA Lijiao ， JIA Xinyu ， CHEN Shaohua(School of Instrument Scienca and Opto-Electronica Engineering ，Beijing InformationScienca & Technology University ，Beijing 100192，China)Abstrach : The erroo of resolves decoding circuit has effect on the rotoo position detection accuracy of permanent magnet synchronous motoe ( PMSM). In ordee to reducc tie inOuencc ，the principle of decoding circuit ir analyzed.A decoding circuit with the advantaaes of high precision and fast response is proposed. The low voVage operationaVamplifier MCA33202 is used t 。
旋转变压器解码电路设计
2
Байду номын сангаас 2013 届本科毕业设计论文
目录
第一章 旋转变压器..................................................................................................5
1.2.1 环形变压器式旋转变压器................................................................................... 5 1.2.2 磁阻式旋转变压器............................................................................................... 6 1.3 正余弦旋转变压器的工作原理...................................................................................... 6 1.4 旋转变压器与光学编码器比较...................................................................................... 8 1.5 旋转变压器的应用.......................................................................................................... 9
第三章 控制器 STM32F103RBT6........................................................................ 14
基于新型磁阻式旋转变压器解码问题研究
ｒｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ
基于新型磁阻式旋转变压器解码问题研究
刘继磊，杨 毅，高志民
（ 中国船舶集团有限公司第七○四研究所，上海 ２０００３１）
摘 要：为满足数字化交流伺服系统位置反馈的性能要求，在介绍新型磁阻式旋转变压器工作原理的基础上，
新型磁阻式旋转变压器是一种利用转子凸极
效应，产 生 感 应 电 势 的 高 精 度 角 位 置 传 感 电 机。
１ 新型磁阻式旋转变压器的工作原理
它具有结构简单、安装方便、制造成本低和精度高
新型磁阻式旋转变压器的工作原理是借助转子
等特性，能够较好地提升伺服系统工作的稳定性，
磁极所产生的凸极效应，当激磁绕组和两相输出信
研究了一种新的解码方法，并给出了详细的解码步骤。 分别和专用解码芯片 ＡＵ６８０２，ＡＤ２Ｓ８３ 的解码性能进行对
比，实验测试表明，该解码算法解码准确性较高、稳定性较好，具有一定的实用价值。
关键词：数字化交流伺服系统； 位置反馈； 新型磁阻式旋转变压器； 解码理论
中图分类号：ＴＭ３８３．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４⁃７０１８（２０２１）０７⁃００５０⁃０３
０ ～ ４５°
４５° ～ ９０°
１ ０２３－Ｄ
１ ５３６ ～ ２ ０４７
２ ０４７－Ｄ
１８０° ～ ２２５°
２ ０４８ ～ ２ ５５９
６
２２５° ～ ２７０°
８
５１２ ～ １ ０２３
１ ０２４ ～ １ ５３５
１３５° ～ １８０°
７
计算公式
０ ～ ５１１
９０° ～ １３５°
４
５
解码数字
２７０° ～ ３１５°
基于功能安全的双冗余旋转变压器软件解码研究
基于功能安全的双冗余旋转变压器软件解码研究基于功能安全的双冗余旋转变压器软件解码研究摘要：近年来，随着工业控制系统的快速发展，对于功能安全的要求也愈发提高。
作为工业控制系统中关键设备的旋转变压器，在应用领域发挥着重要的作用。
然而，由于其特殊的工作环境和工作要求，旋转变压器在运行过程中容易受到各种不确定因素的影响，从而带来潜在的安全隐患。
为了提高旋转变压器的功能安全性能，本文基于功能安全的理论，对双冗余旋转变压器软件解码技术进行了研究。
关键词：功能安全；旋转变压器；双冗余；软件解码一、引言近年来，工业控制系统的广泛应用使得设备的可靠性和安全性成为了重要的考虑因素。
工控设备中的旋转变压器作为关键设备之一，在工作过程中承担着信号解码和电气信号转换的重要任务。
然而，由于旋转变压器在工作过程中受到的环境干扰较多，极易发生故障，从而对工控系统的稳定性和安全性造成严重威胁。
为了提高旋转变压器的功能安全性能，采用双冗余软件解码技术应运而生。
二、旋转变压器的工作原理旋转变压器是一种用于信号解码和电气信号转换的设备，通过旋转变压器可以将输入信号转换成电气信号并输出。
在工业控制系统中，旋转变压器通常用于信号转换和传输，广泛应用于自动化控制系统、仪器仪表等领域。
旋转变压器的主要构成部分包括旋转部分和固定部分，旋转部分负责将输入信号转化为旋转信号，固定部分负责对旋转信号进行解码并输出电气信号。
由于旋转变压器的工作环境较为恶劣，容易受到噪声、振动、温度等因素的干扰，因此采用双冗余软件解码技术显得尤为重要。
三、双冗余软件解码技术双冗余软件解码技术是指在解码过程中采用两个相互独立的软件解码程序，并通过比对解码结果来排除错误的解码结果。
在旋转变压器中，通过使用双冗余软件解码技术可以提高解码的正确性和稳定性，进而提高旋转变压器的功能安全性能。
双冗余软件解码技术的实现需要借助于现代计算机技术和算法优化方法。
首先，需要对旋转变压器的输入信号进行采样和预处理，在确保信号准确性的前提下，提取出有用的信息。
一种基于AD2S1210的旋转变压器位置解码及监控方法
AD2S1210摘要本文主要介绍了一种基于AD2S1210 的旋转变压器位置解码及监控方法。
本文首先对旋转变压器的工作原理进行了介绍，然后介绍了AD2S1210 芯片的特点和功能。
接下来详细介绍了用AD2S1210 实现旋转变压器的位置解码和监控的方法，包括硬件设计和软件实现。
最后，通过实际测试验证了该方法的可行性和精度。
关键词：旋转变压器；AD2S1210；位置解码；监控1.引言旋转变压器是一种常用的位置传感器，在工业生产中广泛应用。
它常用于旋转轴的角度测量和位置检测。
由于旋转变压器的输出信号是模拟信号，为了方便处理和使用，需要将其转换为数字信号。
因此，需要一种可靠的方法对旋转变压器的信号进行解码和监控。
2.旋转变压器的工作原理旋转变压器是一种将旋转轴的角位移转换为电信号的传感器。
其工作原理如图1 所示。
图1 旋转变压器的原理图旋转变压器包括一个定子和一个转子。
定子上绕有一个主绕组和两个相互平衡的副绕组，转子上只绕有一个变压器绕组。
在旋转的过程中，转子的位置发生变化，导致主绕组和副绕组中的电压出现变化，从而产生一个模拟输出信号。
因此，旋转变压器的输出信号表示了转子的位置。
3.AD2S1210 芯片的特点和功能AD2S1210 芯片是一种高精度的位置传感器接口芯片。
具有以下特点：( 1) 12 位分辨率，输出精度高；( 2)内置调零功能，能够消除偏移量和增益误差；( 3)内置差分放大器，适应不同的输入信号；(4)多种接口，提供灵活的控制方式。
因此，AD2S1210 芯片是一种非常适合于旋转变压器位置解码和监控的芯片。
4.基于AD2S1210 的旋转变压器位置解码和监控方法4.1 硬件设计基于AD2S1210 的旋转变压器位置解码和监控系统的硬件设计如图2 所示。
图2 基于AD2S1210 的旋转变压器位置解码和监控系统的硬件设计该系统包括旋转变压器、AD2S1210 芯片、单片机和显示模块。
旋转变压器解码原理
旋转变压器解码原理
一、什么是旋转变压器解码？
旋转变压器解码是一种用来解码带有旋转变压器的数字信号的
技术。
该技术适用于串行通信领域，可以用来去噪，提高通信系统的信噪比。
二、旋转变压器解码原理
旋转变压器解码原理是利用旋转变压器实现信号的解码。
旋转变压器由一组旋转角度和相应的形状的齿轮组成，它能够实现对位移量、角度和矢量大小的检测和转换。
通常，旋转变压器解码的最终结果是检测到的位移量、角度和矢量大小。
旋转变压器解码的过程包括三个主要步骤：一是检测输入信号；二是检测旋转角度；三是提取解码后的输出信号。
首先，输入的信号被变压器的一组齿轮检测，并转换成位移量和角度；接着，根据旋转角度检测出来的位移量和角度，将其转换成输出信号。
最后，解码后的输出信号可以用于下游的信号分析、处理等操作。
三、旋转变压器解码的应用
在实际应用中，旋转变压器解码可以用于汽车电子系统中的信号解码，比如电子油门、汽车马达的瞬时转速检测、传感器接口等。
此外，旋转变压器解码可以应用于虚拟现实技术中，实现“追踪目标的移动”，实现虚拟现实中物体的实时追踪。
四、旋转变压器解码的优点
1、旋转变压器解码具有可靠性高、工作稳定可靠的特点，可以
提高通信系统的信噪比；
2、旋转变压器解码的解码精度很高，解码后的输出信号可以用于下游的信号分析、处理等操作；
3、旋转变压器解码的应用广泛，可用于许多工业领域，如机器人控制、汽车电子系统、虚拟现实技术等；
4、旋转变压器解码可以提供非常精确的信号解码，从而减少误差，提高系统的性能。
旋变解码板使用说明
旋变解码板用户手册-------适用于BRX型旋转变压器------支持多种旋转变压器解码-----支持并口访问-----支持增量编码信号输出-----支持5V,12V,24V可选择电平输出-----采用接线端子更方便接线-----在一年内如有质量问题，免费维修，免费更换！南京艾浮坦电子科技有限公司2014.目录1.旋变解码板简介 (2)2.旋变解码板技术参数 (3)3.接口定义及说明 (4)4.电路原理简介 (6)4.1电源处理电器 (6)4.2输出电压选择电路 (7)4.3参数配置电路 (7)5指示灯 (8)6电路板尺寸安装图 (8)7技术支持 (9)联系方式 (9)声明 (9)1.旋变解码板简介:该数字转换板可将旋转变压器的正余弦模拟信号转变为增量编码器的A、B、NM三相脉冲信号输出，分辨率为12位（即A、B相脉冲数为各1024个，相差90度，4倍频可得到4096，UM相当于增量编码器的Z相信号）。
同时，该数字转换板能将旋转变压器的正余弦模拟信号转变成绝对值式的D0-D11并行信号输出，分辨率为4096。
该产品广泛应用于航空、航天、船舶、兵器、电子、冶金、矿山、油田、水利、化工、轻工、纺织、建筑、机械、机床、机器人、伺服系统行业。
旋变解码板的外观图2.旋变解码板技术参数:适用旋变类型：BRX（单相励磁双相输出型）励磁频率固定：10k,12k15k,20k可选择励磁电压：0-14v(可定制)外接电源：5V,12V,24V可选择输出电平：5V,12V,24V可选择（输出电平不能大于外接电源）内部电源：DC5V，±0.2V工作温度范围：-40~125℃最大输出频率：300KHz输出脉冲数：4096/PABZ信号：提供LED指示灯：提供4组3.接口定义及说明A,B,NM,DR信号及12位并行输出的电平说明：按需可选24V,12V,5V,底电平<1V.电源可选择5V,12V,24V，只有选择24V电源时，数据接口才可能输出24V电平注意：如果转换器输出数据与旋变实际转动方向相反，则将信号输入端SIN+和SIN-对调即可。
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地址：1 波特率：9600bps 通信协议传输模式：Modbus-RTU 数据格式：无奇偶校验，8 个数据位，1 个停止位
将 CFG 端子与 GND 短接， 模块用以上确定的通信参数进行初始化， 并不会改变 E2PROM 中保存的配置参数。
寄存器资源
寄存器地址（16 进制） 0x04 0x06 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x 14 0x 15 说明 旋转变压器的解析度，提供 10-4096 可设置，默认 4096 正反转选择，0 为正转，1 为反转，其他值无效 当前位置值，0-4095。 当前的速度值，单位：圈/每分钟。 当前的圈数值低 16 位，单位：圈。 当前的圈数值高 16 位，单位：圈。 状态值，默认为 0，如不为 0，请旋转变压器检查接线或型号。 通讯地址（默认为 1） 波特率（默认为 3，对应为 9600）
其他地址有其他用途或备用，如有您需要更改请与我们联系。
通讯说明
为了尽量详细的介绍通讯内容，并简单介绍 Modbus-RTU 的通讯格式。以下叙述是采 用模块和电脑通讯的方式，用《串口调试助手》通用软件在电脑进行操作。其他通讯方式 不再一一叙述，如有疑问请同我们联系。
通信参数修改
如修改通讯参数可发送命令：[设备地址] [命令号 06] [需下置的寄存器地址高 8 位] [低 8 位] [下置的数据高 8 位] [低 8 位] [CRC 校验的低 8 位] [CRC 校验的高 8 位] 如修改通信地址可发送命令：01 06 00 14 00 0A 49 C9 (模块当前的地址为 1，命令号
(将模块的当前值设置为 0)
角度值的读取
如读取编码器当前值 ：[设备地址] [命令号 03] [起始寄存器地址高 8 位] [低 8 位] [读取 的寄存器数高 8 位] [低 8 位] [CRC 校验的低 8 位] [CRC 校验的高 8 位] 如 ：01 03 00 0a 00 01 a4 08 （读取当前值） 设备响应： [设备地址] [命令号 03] [返回的字节个数][数据 1][数据 2]...[数据 n][CRC 校验 的低 8 位] [CRC 校验的高 8 位] 如 ：01 03 02 00 3b f9 97 （表示当前值为 59）
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声明： 本公司产品质保一年，凡在一年内，如出现质量问题，我们提供免费 维修，免费更换的服务！对资料保留在不通知用户的情况下对本模块 硬件及技术资料进行修改和版本升级的权力；如有产品有重大改动， 导致不能兼容早期产品，将在用户订货之前进行说明。 版权所有，2015.7
ABZ 信号的输出
本模块提供 A,B,Z 相输出， 可直接替代增量光电编码器， 接线端子 OUTA,OUTB,OUTUM, 为 A,B,Z 相输出引脚接口，A,B 相每圈各 1024 个脉冲，相差 90 度，4 倍频后为 4096，开漏 上拉输出，电压可选 5V 或电源正端电压，默认为 5V。
模拟量输出
通信参数
DF2031 模块采用标准的 Modbus-RTU 协议，通信参数都是保存在模块的 E2PROM 中， 用户可以通过命令可以修改， 可能会存在用户忘了某个模块的通信参数的情况。 为了解决此 问题，每个模块都有一个硬件使能输入端子 CFG。将此端子连接到 GND 后，给模块上电， 这时模块指示灯将由绿色变为红色，模块的通信参数处于确定的状态：
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端子描述
DF2031 的端子定义说明如下； VIN 接电源正端(DC10-30V)； GND 接电源负端； 485A， 485B 为的 RS-485 接口端子，485A 接 RS-485 收发器的 A 端， 485B 接 RS-485 收发器的 B 端； NC 为空脚； CFG 当此端子接地，模块将以默认的通信参数进行初始化，并且通信参数可配置； RS232-2 ， RS232-3， RS232-5 ，为的 RS-232 接口端子，分别接 RS232 的 2 脚， 3 脚和 5 脚； OUTEXC+, OUTEXC- ,SIN+,SIN-,COS+,COS- 为旋转变压器输人引脚接口。 OUTA,OUTB,OUTUM,为 A,B,Z 相输出引脚接口。
供电电压：DC+10~+30V，电源反接保护； 功率消耗：2 瓦： 解析度：4096（提供 10-4096 可设置, 默认为 4096）； 通讯接口：RS232,RS485,ESD、过压、过流保护； 通讯速度：1200-115200 bps（默认为 9600）； 通讯地址：0-255（默认为 1）； 提供 A,B,Z 相输出； 工作温度范围：-40℃～+85℃； 最大输出频率：300KHz 模拟电压输出功能 0-5V,0-10V 可选； 塑料外壳，标准 DIN 导轨安装；
南京艾浮坦电子科技有限公司 本模块圈数值具有实时记忆的功能，不会因为掉电而导致数据丢失，如需清除计数值， 只需向相应的寄存器写零即可。
前视图
顶视图
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后视图
技术支持 本公司负责向客户提供本模块应用的技术支持，解答使用注意事项、 输入输出的对应关系、及故障分析等。针对具体应用的编程及的具体 设计细节，不在支持之列。技术支持 QQ：497877487。 购买方式： https:///item.htm?spm=686.1000925.0.0.ViK4Ta&id=42 210225609 电话：15295508196
编码器输入
编码器类型：旋转变压器(单相励磁、双相输出的 BRX 型)； 励磁频率固定：10k,12k 15k,20k（其他频率需要定制，默认为 10khz）； 励磁电压：0V-14Vp-p (可定制, 默认为 7Vp-p)； 配线长度：小于 50 米：
系统参数
本模块新板增加模拟电压输出功能。 0-5V,0-10V 模拟电压可选，输出引脚为 RS232-2 和 CFG 之间的 NC 引脚，输出模拟量有短路保护，短路电路为 20mA,最大负载 1K 欧，可 驱动最大 1UF 的容性负载，精度为 12 位。电压建立时间 40us,温度漂移系数为+-10ppm/C。 零电平误差+-5mV。可选择对应旋转变压器的角度或速度，对应关系一般为成正比，也可以 定制对应关系。
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旋变角度采集模块 DF2031 使用说明
南京艾浮坦电子科技有限公司 2015
南京艾浮坦电子科技有限ຫໍສະໝຸດ 司功能简介DF2031 模块是角度数据采集模块，可测量角度速度并可以记住圈数。并具有 可输出 A,B,Z 项的增量光电编码器接口，RS232,RS485 通讯接口，数码管显示功 能。可解码多种旋转变压器，精度 12 位,导轨安装。DF2031 模块采用标准的 Modbus-RTU 协议从站,可以与支持 Modbus-RTU 协议的 PLC， 触摸屏等设备进行通 讯，也可以和装上应用软件（如：组态王软件，Modbus Poll 等软件）电脑进行 简单方便的通讯。 该产品广泛可用于航空、航天、船舶、兵器、电子、冶金、矿山、油田、 水利、化工、轻工、纺织、建筑、机械、机床、机器人、伺服系统行业。
数码管显示
本模块采用 4 位，0.36 英寸数码管显示输出，当旋转变压器停止或角速度小于每分钟 10 圈的速度时，数码管显示的是旋转变压器当前位置值。如旋转变压器角速度大于等于每 分钟 10 圈的速度时。数码管将自动显示当前速度值，本模块最高可显示 9999 圈/每分钟。
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角度参数修改
如修改角度参数可发送命令：[设备地址] [命令号 06] [需下置的寄存器地址高 8 位] [低 8 位] [下置的数据高 8 位] [低 8 位] [CRC 校验的低 8 位] [CRC 校验的高 8 位] 如修改每圈解析度可发送命令：01 06 00 04 01 68 c8 75 (模块当前的地址为 1，命令号 06，寄存器地址为 4，解析度设为 360，显示值为 0-359 设定范围 10-4096) 设备响应：如果成功把计算机发送的命令原样返回，否则不响应。、 如修改正反转可发送命令： 01 06 00 06 00 01 a8 0b 端子 SIN+,SIN-,对调来实现正反转的对调) 如修改当前值可发送命令：01 06 00 0a 00 00 a9 c8 修改完角度参数立即生效！ (设置反转， 另也可以通过外部接线
南京艾浮坦电子科技有限公司 06，寄存器地址为 20，将通讯地址设为 10，可设定范围 0-255，49 C9 为 CRC 校验位) 设备响应：如果成功把计算机发送的命令原样返回，否则不响应。 如修改波特率可发送命令：01 06 00 15 00 04 99 cd (寄存器地址为 21，将波特率设为 19200，向其寄存器写 4 对应为 19200，0 对应为 1200，1-2400，2-4800，3-9600，4-19200， 5-38400，6-57600，7-115200，其他值无效)； 修改完通信参数需重新上电才能生效！