[其他]具有直角坐标—极坐标变换电路的动平衡电测箱

说明书

本实用新型是具有直角座标——极座标变换电路的动平衡电测箱。

动平衡机中不平衡信号ASin（ω₁t＋θ）通过乘法、滤波电路后输出二个互相垂直的分量（直流信号）。在通常情况下，以极座标形式指示不平衡量值和相角较为直观，因此就必须将上述的直流信号进行处理，即进行直角座标——极座标变换。

目前在动平衡测量中，直角座标——极座标变换，通常是用机电式的光点矢量表来实现的。光点矢量表属电动式仪表。它有两组线卷，分别通以两个互相垂直的分量（直流信号）。当带有镜面的线卷转动时，由镜面反射的光线即偏转了一个角度，使落在显示屏上的光点也移动了一个位置，将两个相互垂直的分量，变换成极座标指示。

由于光点矢量表的二组线卷参数不可能完全做成一致，因此矢量合成结果会出现与理论值之间的一定的误差。同时，光点矢量表的相角分度随量值变化而变化。当量值在0到满值的10％范围内，相角每等分刻度为30°；当量值在满值的10％到20％范围内，相角每等分刻度为10°；当量值在满值的20％到60％范围内，相角每等刻度为5°；当量值在满值的60％到100％范围内，相角每等分刻度为2°。另外，矢量瓦特表的成本比较高。

本实用新型的目的是设计一种精度高、成本低具有直角座标——极座标变换电路的动平衡电测箱。

解决本实用新型任务的方法是在动平衡电测箱的变换电路中用正弦波去调制二个互相垂直的分量，然后由“加法器”相加后实现极座标变换。

动平衡机中的不平衡信号ASin（ω₁t＋θ）通过电测箱中的乘法、滤波电路后，输出的是二个互相垂直的分量（直流信号）以E_x和E_y表示，其中：

E_x＝KAcosθ （1）

E_y＝KAsinθ （2）

分别是不平衡信号Asin（ω₁t＋θ）在x和y二个方向上的分量。当“振荡器”输出一个适宜频率的方波列（设频率为ω）。经过“波形形成电路”，在它的输出端输出一组sinωt与cosωt的波形，分别去调制E_x和E_y信号，得到E_xsinωt和E_ycosωt二输出信号。然后，由“加法器”相加后，在“加法器”输出端将是：

E_xsinωt＋E_ycosωt （3）

将（1）、（2）代入（3）则

K′Acosθsinωt＋K′Asinθcosωt＝

＝K′Asin（ωt＋θ）        （4）

式（4）复现了原来的不平衡信号。在K′Asin（ωt＋θ）式中，保存了不平衡的量值A；同时保存了不平衡信号的相角θ。从而完成了直角座标——极座标的变换。

利用附图中的实施例。对本实用新型做进一步的说明。

图1：本实用新型的正弦波调制型直角座标——极座标变换电路

方框图。

图2：本实用新型的正弦波调制型直角座标——极座标变换电路

原理图。

图3：（5G7520J）8位D／A转换器的方框图。

图4：ROM电路图

图1和图2描述了本实用新型的变换电路的工作原理。整个电路由振荡电路（1），分频电路（2），正、余弦形成电路（3），调制电路（4），极性转换电路（5），加法电路（6）等组成。

本实用型的关键是调制电路中的8位D／A转换器（5G7520J）其作用是将直流量E_x、E_y调制成正弦波和余弦波，经过极性转换转换电路在运放G13处输出K′Acosθsinωt，运放G17处输出K′Asinθcosωt。然后通过加法电路将这两个交流信号进行加法运算：

K′Acosθsinωt＋K′Asinθcosωt＝K′Asin（ωt＋θ）

得到的K′Asin（ωt＋θ）信号中，保存了不平衡信号的量值A，同时保存了不平衡信号的相角θ。完成了直角座标－－极座标的转换。

图3，介绍了调制电路中的8位D／A转换电路（5G7520J）图中∷V_R——接参考信号。在本电路中输入的分别是E_x、E_y。

V₀——输出信号。

LSB——最低电子权位开关

MSB——最高电子权位开关