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如何使用任意波形发生器进行旋转变压器模拟?


  来源: 鼎阳科技 时间:2018-06-01 编辑:甘立人
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所谓旋转变压器,即是一种电磁传感器,通常被用于测量“旋转物体“的转轴角位移和角速度。这些“旋转物体”通常应用于汽车电子(凸轮/曲轴位置),航空(襟翼位置)以及舵机等工业领域。

当对使用旋转变压器的系统进行设计、测试及故障排查时,很有必要建立一个可以模拟实际旋转变压器输出的系统,尤其是当需要测量一个旋转变压器电路的操作限值以及随之产生的信号时。所建立的仿真系统使得我们可以通过添加一些已知误差信号到待测信号上,或者通过改变信号的幅度/频率/波形形状来确认故障点,从而控制和测试待测系统的限值。

接下来我们将介绍一下一个简单的模拟旋转变压器系统的方法。

旋转变压器基础知识

大部分旋转变压器的设计结构如下:作为转子的初级线圈,以及两个固定线圈(彼此成90度定位的定子)


1 常见旋转变压器结构

初级线圈由交流电压Vr供电。初级线圈接收到的激励信号通常是正弦波,然后耦合到两个次级线圈上。大多数旋转变压器中,两个次级线圈的安装角度互为90度。由于每个次级线圈位于相对于初级线圈不同的位置,所以它们具有不同的耦合效率;又因为他们彼此之间角度差为90度,所以他们的输出的信号为正交的(相位相差90度)。随着转子角度的变化,次级线圈的输出信号将如图所示变化:


2 旋转变压器输出波形

从图中我们可以看出,每个轴角都有对应的电压值。通过测量次级线圈的瞬时电压,可以确定转子的角度。

仿真仪器

在本文所提的仿真实验中,我们将使用任意波形发生器为初级线圈提供激励电压。该任意波形发生器将用于同时调制另一台双通道信号发生器的输出。如前所述,这些输出将代表次级正弦和余弦线圈所输出的信号。

1.SDG1062X: 作为给次级线圈输入调制信号的调制源。所选的仪器的带宽应该能够与您正在模拟的旋转变压器的初级线圈的最小和最大频率规格相匹配。许多旋转变压器的初级线圈信号的频率从5 k到20 kHz不等,电压从几百mV到几百V不等。 这些更高的电压用于激励次级线圈。

2.SDG2042X:用于模拟次级线圈。该仪器应具有单个外部调制输入,独立相位控制和双边带AM(DSB-AM)调制的功能,以上功能将应用于模拟旋转变压器的正弦和余弦信号。

3.双通道示波器(我们使用SDS5022X超级荧光示波器):对模拟系统输出信号进行验证。选择具有适当带宽的示波器非常重要。(所选示波器带宽至少是待测信号的2-3倍,如果待测信号是方波的时候,则需要选择更高带宽的示波器)本文中我们选用的示波器还具有搜索&导航功能和Zoom功能,以及配备了一个10.1英寸的大电容触摸屏,使我们更容易进行实验验证。

仪器设置

用一根BNC线从SDG1062X的通道1连接到SDG2042X的Aux In /Out口,如下图所示:


图三 模拟系统仪器连接示意

详细步骤:

1.把SDG2042X的两路输出(即所模拟的次级线圈的输出)接到示波器上

关键词:旋转变压器 发生器 鼎阳科技 示波器    浏览量:4173

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