[发明专利]测量绝对旋转角度的装置及其方法

说明书

技术领域  本发明涉及用以测量绝对旋转角度的装置及其方法。具体来讲，该测量装置适用于对旋转传动及绝对旋转角度测量有高精度要求的测量与伺服系统。

背景技术  在许多用于进行旋转传动的测量与伺服系统中，对旋转传动和绝对旋转角度测量要求有较高精度。并且，这类旋转传动系统大多需要进行绝对旋转角度的实时测量。目前，一种根据已测旋转角度来测量相对或绝对旋转角度的旋转角传感器包括：编码器、旋转变压器、同步机等。近来，常常用多速旋转变压器来提高精度。但是，在用多速旋转变压器和普通RDC(旋转变压器数字转换器)测量旋转角度时，只能测量在限定角度以内的绝对旋转角，而超出该限定角度的范围就只能得到相对旋转角度，这是个问题。

图1示出一种常用旋转变压器的结构，图2示出一种常用旋转变压器的输入-输出信号和一种RDC的数字输出。

参见图1，旋转变压器具有一个转子12和两个定子14与16。当用图2所示的交流(AC)方波激励转子12时，从定子14与16得到正弦和余弦信号。在图1所示的单速旋转变压器中，可利用将旋转变压器的输出数字化的RDC容易地测量绝对旋转角度。另一方面，多速旋转变压器如双速旋转变压器具有相对较高的精度。但是，多速旋转变压器具有象图2所示的双速输出E1与E2那样的输出波形，因此，当绝对旋转角度值被规定在限定角度内时，便不能得到超出该限定角度范围的相对旋转角度。

发明内容  因而，本发明的一个目的是提供一种适用于数字测量与伺服系统的装置和方法，用以非常精确地测量绝对旋转角度的值。

按照要达到上述目的的本发明的实施例，提供一种测量绝对旋转角度的装置，它包括：具有与旋转变压器相连的传动器旋转部分、与传动器旋转部分结合的传动器固定部分、以及用于检测传动器旋转部分的旋转状态的传感器的旋转机构；响应旋转控制来驱动所述旋转机构的执行部分；用以将来自旋转变压器的旋转检测信号转换为数字的旋转变压器数据的旋转变压器接口；以及控制器，它用以向执行部分提供旋转控制信号，接收数字的旋转变压器数据和旋转检测信号以设置所述旋转机构的初始旋转参考位置，并在数字旋转变压器数据相对于初始旋转参考位置突变时补偿旋转角度以计算绝对旋转角度。

附图说明

图1表示一种普通旋转变压器的结构；

图2表示一种普通旋转变压器的输入-输出信号和RDC的数字输出；

图3表示按照本发明的实施例的绝对旋转角度的测量装置；

图4是按照本发明的实施例的绝对旋转角度测量装置的电子线路框图；

图5和图6是控制图4中所示的控制器的工作的流程图。

具体实施方式  下面，按照本发明的最佳实施例来描述绝对旋转角度测量装置及其方法。并且，还将详细描述与按照本发明的实施例的结构有关的特定部分，以便在后续说明中提供对本发明更全面的理解。但是，对于本领域的技术人员，显然能够不用这些特定部分而做出本发明。

图3表示按照本发明的实施例的绝对旋转角度测量装置，把该装置设置为与旋转变压器的旋转部分结合、用于检测旋转变压器的绝对旋转状态的机构。

参见图3，该装置配备有：带有用于安装旋转机构的空腔或凹处的传动器固定部分26；传动器旋转部分28，它具有安放于传动器旋转部分的凹处内的旋转轴24，该旋转轴装在传动器旋转部分上与其一起旋转；以及与旋转轴24的下部旋转结合的旋转变压器旋转部分20，并且其上装有用于固定旋转变压器的旋转变压器固定部分22。而且，在传动器旋转部分28的一侧装有突出件30，并且在固定传动器固定部分26的部分上固定地装有光开关32。

具有上述构造的机构检测传动器旋转部分28的转动，以得到绝对位置，并且用旋转变压器检测相对旋转角度。这里，应通过固定多速旋转变压器的磁极对(pole pair)来设定光开关机构的尺寸。