[实用新型]一种多轴转台复合测角电路

说明书

一种多轴转台复合测角电路，该测角电路包括3只同型号的差分信号转换器、6只同型号的RS485信号转换器、1只16位电平转换器、1只FPGA逻辑器件、4只同型号的8位电平转换器、2只同型号的LDO电源芯片、一只PCI接口芯片和PCI金手指。本电路可实现光栅和编码器角度信号的处理、解码及传输功能，具有无丢码、适应范围广、传输速度快的特点，可满足惯性测试设备转台对多轴多类型复合角度传感器的高精度高速角度测量要求。

技术领域

本实用新型涉及一种多轴转台复合测角电路，特别是一种适合于角度反馈器件为编码器和光栅的惯性测试设备转台的多轴复合高速测角电路。

背景技术

光栅和编码器均是角度敏感元件，其与旋转变压器、圆感应同步器被常应用于惯性测试设备转台中作为角度反馈器件。旋转变压器对恶劣环境适应性高，耐高低温和抗冲击振动能力强，但其精度较低；圆感应同步器精度较高，但其安装工艺复杂，其转子与定子间的间隙需严格控制，时漂不易控制，其精度通常会随时间而变化；光栅和编码器采用先进光电及数字化技术，其精度高，使用简单，安装方便，时漂小，是实验室环境下惯性测试设备转台常用和理想的角度反馈器件。

转台是一种用于实验室环境下的惯性测试设备，是惯性器件陀螺参数标定用的必不可少的精密设备。常规转台一般分为单轴、双轴、三轴、五轴转台，用于在实验室为陀螺提供标准的姿态、位置及速率信息等，从而实现陀螺的标定。

实际应用中由于转台轴数不同，每轴采用的角度反馈器件的类型也不同，这就导致了转台对编码器和光栅的测角电路也不同，目前应用较多的如单轴编码器测角电路，单轴光栅测角电路，双轴编码器测角电路，双轴光栅测角电路，三轴编码器测角电路，三轴光栅测角电路，五轴光栅测角电路等。

上述测角电路存在以下问题：

1、某型测角电路只能应用于某型特定转台；

2、测角电路板多，增加了设计成本及电路的不可靠风险；

3、测角电路板功能单一，无法应用于多类型多轴复合角度反馈器件的场合；

4、测角电路板大多采用ISA接口或RS232/422串行接口与上位机进行数据交互，传输速度较慢，且ISA接口无法兼容WIN7及以上系统，适应性较差。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种多轴转台复合测角电路，本实用新型提供的基于PCI接口的多轴转台复合测角电路由于采用了3只差分信号转换器AM26LS32AIDR、6只RS485信号转换器MAX3485ESA+和一只PCI接口芯片，充分考虑了不同轴数和每轴采用不同的角度反馈器件的转台情况及适应性广速度高的PCI传输技术，本测角电路可在XP、WIN7及以上系统的PCI接口下实现多轴转台的复合无丢码并行高速测角功能，这极大地扩展了测角电路的应用范围并提高了传输速度，可很好地解决上述现有测角电路存在的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种多轴转台复合测角电路，包括测角电路板、三轴转台、带PCI槽的上位机，所述三轴转台包括内轴角度反馈器件为光栅、中轴角度反馈器件为光栅、外轴角度反馈器件为编码器，其特征在于，所述测角电路板包括FPGA逻辑器件、PCI接口芯片、PCI金手指、LDO电源芯片，所述测角电路板插入上位机PCI槽中，所述三轴转台的内轴、中轴的光栅以及外轴的编码器信号连接至测角电路板，所述测角电路板包括FPGA逻辑器件，FPGA逻辑器件经6只RS485信号转换器连接三轴转台外轴的编码器，外轴的编码器随后给出角度数据，同时三轴转台内轴、中轴的光栅ABZ差分信号经3只差分信号转换器转换成单端ABZ信号并经16位电平转换器输入至FPGA逻辑器件，FPGA逻辑器件在收到内轴、中轴的光栅信号和外轴的编码器信号后分别对其进行角度解码，解码完成后通过4只8位电平转换器完成FPGA 3.3V电平与PCI接口芯片5V电平的转换，然后通过PCI接口芯片实现PCI传输协议，并经过测角电路的PCI金手指、上位机的PCI插槽完成与上位机的角度传输，从而实现高速高精度测角。