一種軸角傳感器的軸角測控系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及軸角測控技術領域，具體設及一種軸角傳感器的軸角測控系統及方 法。
【背景技術】
[0002] 獲得精確的轉角信息是自行火炮火控系統實現閉環控制和準確調炮的基礎，軸角 傳感器作為一種電磁式測角元件，由于具有體積小、精度高、堅固耐用等特點，被廣泛應用 在工業及武器裝備自動控制系統。準確及時地進行軸角傳感器工作狀態和性能的檢查是自 行火炮火控系統裝備保障的重要內容。現有技術中在對軸角傳感器的性能進行測試時，通 常采用的是開環控制，無法隨時根據得到的軸角信息進一步調整軸角傳感器所處的動態環 境，并且無法進行連續多點的工作狀態和性能測試，準確度與穩定度低，數據讀取速度低， 在數據讀取上浪費大量時間，降低了系統的測試速度。

【發明內容】

[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種軸角傳感器的軸角測控系統及方法，采用 閉環控制，能夠對軸角傳感器的工作狀態和性能進行連續多點的測試，穩定性高，性能良 好，速度快，準確率高。
[0004] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：
[0005] 基于本發明的一個方面，提供了一種軸角傳感器的軸角測控系統，所述系統包括 主控及顯示器、運動控制卡、軸角傳感器W及軸角轉換器；
[0006] 所述主控及顯示器，通過接口與運動控制卡相連接，用于向所述運動控制卡發送 控制指令;還通過接口與軸角轉換器相連接，用于接收并顯示所述軸角轉換器輸出的軸角 真實值；
[0007] 所述運動控制卡，用于根據主控及顯示器發送的所述控制指令驅動步進電機連續 運動，所述步進電機機械連接有一個聯軸器；
[000引所述軸角傳感器，固定于所述聯軸器上，隨動于所述步進電機而處于不同的動態 環境中，用于向所述軸角轉換器發送帶有角度信息的模擬電壓信號；
[0009] 所述軸角轉換器，用于接收所述軸角傳感器發送的所述模擬電壓信號，并將其轉 換為數字信號并計算得到軸角真實值，然后將所述軸角真實值輸出至所述主控及顯示器。
[0010] 基于本發明的另一個方面，提供了一種軸角傳感器的軸角測控方法，所述方法包 括：
[0011] S1、主控及顯示器向運動控制卡發送控制指令，所述運動控制卡根據所述控制指 令驅動步進電機連續運動；
[0012] S2、軸角傳感器隨動于所述步進電機而處于不同的動態環境中，同時向所述軸角 轉換器發送帶有角度信息的模擬電壓信號；
[0013] S3、所述軸角轉換器接收所述模擬電壓信號，并將其轉換為數字信號并計算得到 軸角真實值，然后將所述軸角真實值輸出至所述主控及顯示器；
[0014] S4、所述主控及顯示器接收并顯示所述軸角轉換器輸出的所述軸角真實值，并根 據所述軸角真實值不斷調整向所述運動控制卡發送的所述控制指令。
[0015] 本發明提供的一種軸角傳感器的軸角測控系統及方法，通過采用主控及顯示器控 制運動控制卡驅動步進電機運動，從而使軸角傳感器處于不同的運動環境中，并接收軸角 轉換器計算得到的軸角真實值，實現對軸角傳感器工作狀態和性能的閉環測試控制，精確 度高，并能根據得到的軸角真實值進一步調整軸角傳感器所處的動態環境;另外所述軸角 轉換器中采用AD2S83模塊對數據進行轉換處理，所述AD2S83模塊功耗低、精度高、穩定性 好、可靠性高，并且能夠直接將角度信號轉換成二進制數字信號;軸角轉換器中的AD2S83模 塊和DSP模塊之間通過74ATC16373S態鎖存器來傳輸數據，提高了 DSP模塊從AD2S83模塊中 讀取數據的速度，進而提高所述系統的實時性，并且在采用DSP模塊組合計算軸角真實值時 能夠修正大角度誤差。本發明實現了軸角傳感器的連續多點的動態測試，所述系統穩定性 高，性能良好，準確度高，能夠直觀的顯示軸角傳感器的工作狀態和性能，為軸角類傳感器 的技術檢查和維修提供了有力手段。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明實施例1的一種軸角傳感器的軸角測控系統示意圖；
[0017] 圖2為本發明實施例1的一種軸角傳感器的軸角測控系統中軸角轉換器的連接示 意圖；
[0018] 圖3為本發明實施例1的一種軸角傳感器的軸角測控系統中軸角轉換器與軸角傳 感器的硬件電路示意圖；
[0019]圖4為本發明實施例2的一種軸角傳感器的軸角測控方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020] W下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并 非用于限定本發明的范圍。
[0021] 實施例1、一種軸角傳感器的軸角測控系統。W下結合圖1至圖3對本實施例提供的 軸角傳感器的軸角測控系統進行詳細說明。
[0022] 參見圖1至圖3,本實施例提供的一種軸角傳感器的軸角測控系統包括主控及顯示 器、運動控制卡、軸角傳感器W及軸角轉換器。
[0023] 所述主控及顯示器，通過接口與運動控制卡相連接，用于向所述運動控制卡發送 控制指令;還通過接口與軸角轉換器相連接，用于接收并顯示所述軸角轉換器輸出的軸角 真實值。
[0024] 具體的，所述主控及顯示器通過PCI接口與運動控制卡相連接，向所述運動控制卡 發送控制指令;還通過RS232接口與軸角轉換器相連接，接收并顯示所述軸角轉換器輸出的 軸角真實值，所述主控及顯示器還根據接收的所述軸角真實值進一步調整向所述運動控制 卡發送的所述控制指令。
[0025] 所述運動控制卡，用于根據主控及顯示器發送的所述控制指令驅動步進電機連續 運動，所述步進電機機械連接有一個聯軸器。
[0026] 所述軸角傳感器，固定于所述聯軸器上，隨動于所述步進電機而處于不同的動態 環境中，用于向所述軸角轉換器發送帶有角度信息的模擬電壓信號。具體的，所述軸角傳感 器為雙通道的軸角傳感器，用于向所述軸角轉換器發送帶有角度信息的粗機模擬電壓信號 W及精機模擬電壓信號。
[0027] 所述軸角轉換器，用于接收所述軸角傳感器發送的所述模擬電壓信號，并將其轉 換為數字信號并計算得到軸角真實值，然后將所述軸角真實值輸出至所述主控及顯示器。 [00 2引具體的，所述軸角轉換器具體包括兩個AD2S83模塊、一個DSP模塊W及兩個 74ATC16373S態鎖存器。
[0029] 第一 AD2S83模塊，用于接收所述軸角傳感器發送的帶有角度信息的粗機模擬電壓 信號，并將其轉換為粗機數字信號。
[0030] 第二AD2S83模塊，用于接收所述軸角傳感器發送的帶有角度信息的精機模擬電壓 信號，并將其轉換為精機數字信號。
[0031] 所述DSP模塊，用于讀取所述第一 AD2S83模塊轉換得到的粗機數字信號W及所述 第二AD2S83模塊轉換得到的精機數字信號，然后將所述粗機數字信號W及精機數字信號進 行計算組合得到軸角真實值，并將所述軸角真實值通過RS232接口輸出至所述主控及顯示 器。
[0032] 具體的，所述DSP模塊具體包括粗機計算單元、精機計算單元W及組合修正單元。
[0033] 所述粗機計算單元，用于讀取所述第一AD2S83模塊轉換得到的粗機數字信號，并 根據所述粗機數字信號計算出軸角所在區間。
[0034] 所述精機計算單元，用于讀取所述第二AD2S83模塊轉換得到的精機數字信號，并 根據所述精機數字信號計算軸角在所述區間的精確值。
[0035] 所述組合修正單元，用于將所述區間與在所述區間的精確值進行組合，并修正組 合時產生的角度誤差得到軸角真實值，并將其通過RS232接口輸出至所述主控及顯示器。
[0036] 第一 74ATC16373S態鎖存器，用于連接所述第一 AD2S83模塊W及DSP模塊，并作為 所述第一 AD2S83模塊W及DSP模塊之間的接口忍片來傳輸數據。
[0037] 第二74ATC16373S態鎖存器，用于連接所述第二AD2S83模塊W及DSP模塊，并作為 所述第二AD2S83模塊W及DSP模塊之間的接口忍片來傳輸數據。
[0038] 具體的，所述第一AD2S83模塊接收所述雙通道軸角傳感器發送的帶有角度信息的 粗機模擬電壓信號，并將其轉換為粗機數字信號;所述第二AD2S83模塊接收所述雙通道軸 角傳感器發送的帶有角度信息的精機模擬電壓信號，并將其轉換為精機數字信號。
[0039] 所述DSP模塊通過所述第一 74ATC16373S態鎖存器從所述第一 AD2S83模塊中讀取 粗機數字信號；同時通過所述第二74ATC16373S態鎖存器從所述第二AD2S83模塊中讀取精 機數字信號;然后將所述粗機數字信號W及精機數字信號進行計算組合得到軸角真實值， 并將所述軸角真實值通過RS232接口輸出至所述主控及顯示器。
[0040] 所述軸角轉換器還包括一個單穩態觸發器74LS123,具體的，本實施例采用高速的 兩個16位S態鎖存器74ATC16373作為兩個AD2S83模塊和DSP模塊之間的接口忍片，如圖3所 示，所述DSP模塊輸出信號INHI到單穩態觸發器7化S123的觸發端B(包括Bl與B2)，INHI信號 為高電平時表示DSP模塊沒有讀取數據，INHI信號為低電平表示DSP模塊正讀取兩個所述 AD2S83模塊中的數據。將兩個所述AD2S83模塊的腳SY信號線接到單穩態觸發器7化S123的 觸發端A(兩個所述AD2S83模塊的腳SY信號線分別接到單穩態觸發器74LS123觸發端Al和觸 發端A2)，將單穩態觸發器74LS123的脈沖輸出端Q(包括Ql與Q2)分別接到兩個=態鎖存器 74ATC16373的鎖存允許信號上。選取適當的電阻電容使單穩態觸發器74LS123的輸出脈沖 為IWns左右，運樣當DSP模塊不需要讀取數據時，INHI信號置為高電平，每一個腳SY信號的 下降沿觸發一個脈沖輸出端Q(包括Ql與Q2)，將每次兩個AD2S83模塊轉換得到的數字信號 分別鎖存到對應的兩個74ATC16373S態鎖存器中。當DSP模塊需要讀取各通道的數據時，首 先把INHI信號置為低電平，也就阻止了S態鎖存器74ATC16373的鎖存脈沖的產生，從而禁 止了 S態鎖存器7 4 A T C16 3 7 3中內容的變化，然后就可W分別讀取每個S態鎖存器 74ATC16373的數據，不需要加入任何等待狀態，提高了 DSP模塊從AD2S83模塊中讀取數據的 速度，同時也提高了所述系統的實時性。
[0041 ] 所述系統還包括供電電路W及電源監控器。
[0042] 所述供電電路，用于為所述軸角測控系統中的各個模塊進行供電。
[0043] 所述電源監控器，通過RS232接口與所述主控