本發(fā)明屬于電子控制領域，主要涉及一種旋變解碼芯片故障檢測儀及檢測方法，尤其涉及一種采用比較法的旋變角度解碼芯片故障檢測系統(tǒng)。

背景技術：

旋轉變壓器是一種電磁感應式傳感器，用來測量旋轉物體的轉軸角度，它由定子和轉子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。為了提高測量精度，采用雙通道旋轉變壓器。雙通道旋轉變壓器采用單相定子激磁、兩相定子感應輸出。在激磁繞組加上激磁電壓后，在粗軸的定子繞組中感應出正余弦電壓，在精軸的定子繞組中也感應出正余弦電壓。該兩路信號經(jīng)過適當?shù)木鹊南辔荒?shù)轉換就能得出粗級和精極的角度值。

旋變角度解碼芯片可以接收旋轉變壓器轉動時，產(chǎn)生的對應于位置轉動角度值的正余弦電波形信號，并將之轉化為并行數(shù)據(jù)信號輸給信號處理系統(tǒng)，從而將角度信息加入控制系統(tǒng)，進行位置回路的控制。

目前常用的角度解碼芯片有AD公司的AD2S80A系列芯片，該芯片的外圍電路可進行配置，使用靈活，得到了廣泛的應用。但是在芯片焊接前進行高效無損檢測是一個有待解決的問題。傳統(tǒng)的方法是采用處理器采集旋變解碼芯片(R2D)芯片的輸出數(shù)據(jù)，轉動旋轉變壓器觀察采集的旋轉變壓器轉動角度信號，如果旋轉變壓器轉動時采集的角度數(shù)據(jù)連續(xù)變化，說明R2D芯片正確輸出了旋變的位置信號，R2D芯片良好可以使用。但是這種檢測方法效率較低，通過人眼觀察旋變的輸出數(shù)據(jù)，容易出現(xiàn)紕漏；而且每次只能對一片R2D芯片進行檢測，檢測效率較低。

經(jīng)過檢索，申請人得到以下幾篇相近對比文件：其中公開號CN202885776U“多級旋變角度檢測儀”和公開號CN204271968U“一種基于DSP的旋轉變壓器數(shù)字解碼控制電路”的專利文件中，檢測對象是旋轉變壓器，且均只包含一路旋變信號采集通道，沒有進行旋變信號檢測數(shù)據(jù)的自動比較處理。公開號CN204142272U“一種角度旋轉控制設備的數(shù)據(jù)檢測裝置”的專利文件中，只是輸出編碼器或旋變的數(shù)據(jù)，并沒有對數(shù)據(jù)進行處理。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提出了一種旋變解碼芯片故障檢測儀及檢測方法，該檢測儀采用比較法可以同時自動檢測數(shù)片R2D芯片，并將檢測結果顯示，操作簡便，使用效率高。

本發(fā)明的技術方案為：

所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：包括電源模塊、激磁模塊、旋轉變壓器、芯片檢測接口模塊、角度解算控制模塊和顯示模塊；

所述電源模塊為激磁模塊、芯片檢測接口模塊、角度解算控制模塊提供供電電源；

所述激磁模塊向旋轉變壓器和芯片檢測接口模塊提供激勵信號；

所述旋轉變壓器向芯片檢測接口模塊提供角度信號；

所述芯片檢測接口模塊包括多個旋變解碼芯片插座和對應每個插座的芯片信號調理電路；多個旋變解碼芯片插座分為一個標準旋變解碼芯片插座和若干檢測旋變解碼芯片插座；芯片檢測接口模塊輸出芯片解碼數(shù)據(jù)至角度解算控制模塊；

所述角度解算控制模塊采集標準旋變解碼芯片和檢測旋變解碼芯片的輸出數(shù)據(jù)，并將檢測旋變解碼芯片的采樣信號與標準旋變解碼芯片的采樣信號進行對比運算，得到檢測結果信號；

所述顯示模塊接收角度解算控制模塊的檢測結果信號并顯示檢測結果。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：所述旋轉變壓器為無接觸式旋轉變壓器。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：所述激磁模塊包括激勵源和功率放大器；激勵源輸出信號經(jīng)過功率放大電路放大后輸出。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：所述顯示模塊由電源指示燈，故障檢測結果指示燈和正常檢測結果指示燈組成，電源指示燈顯示電源模塊供電狀態(tài)，故障檢測結果指示燈以及正常檢測結果指示燈的個數(shù)分別與旋變解碼芯片插座個數(shù)相同；檢測過程中，如果檢測結果正常，則正常檢測結果指示燈常亮，如果某一旋變解碼芯片故障，則對應故障檢測結果指示燈亮。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：所述激勵源采用逆變器SIP-H02；功率放大器由功放芯片和外圍電路構成，功放芯片采用GF01，外圍電路為1:1關系的比例放大電路。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：激磁模塊的激勵信號和旋轉變壓器的角度信號通過旋變解碼芯片插座輸出至旋變解碼芯片，芯片信號調理電路對旋變解碼芯片進行配置，設置旋變解碼芯片的工作帶寬。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種旋變解碼芯片故障檢測儀，其特征在于：所述角度解算控制模塊采用DSP控制系統(tǒng)；所述DSP控制系統(tǒng)包括數(shù)字信號處理器、驅動緩沖電路；旋變解碼芯片輸出數(shù)據(jù)通過驅動緩沖電路輸送至數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器通過對比運算產(chǎn)生檢測結果信號，并通過驅動緩沖電路輸送至顯示模塊。

所述一種旋變解碼芯片故障檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：選取標準旋變解碼芯片連接旋轉變壓器進行人工標定：轉動旋轉變壓器觀測標準旋變解碼芯片輸出的旋轉角度數(shù)據(jù)，如果輸出角度數(shù)據(jù)平滑連續(xù)變化，且采集的電角度值與旋轉變壓器實際的機械角度值一致，則認為標準旋變解碼芯片是正常的，并進入下一步驟，否則重新選取標準旋變解碼芯片；

步驟2：將標準旋變解碼芯片插入標準旋變解碼芯片插座，將待檢測的旋變解碼芯片插入相應的旋變解碼芯片插座中；旋變解碼芯片故障檢測儀上電，標準旋變解碼芯片對應的正常檢測結果指示燈點亮；角度解算控制模塊進行解算程序初始化，初始化完成后，待檢測的旋變解碼芯片對應的正常檢測結果指示燈點亮；

步驟3：在旋轉變壓器的機械限定角度內往復轉動旋轉變壓器，當采集的待檢測旋變解碼芯片輸出數(shù)據(jù)與標準旋變解碼芯片輸出數(shù)據(jù)差值在設定閾值內，則待檢測旋變解碼芯片對應的正常檢測結果指示燈常亮，當某一待檢測旋變解碼芯片輸出數(shù)據(jù)與標準旋變解碼芯片輸出數(shù)據(jù)差值超出設定閾值，則該待檢測旋變解碼芯片對應的故障檢測結果指示燈亮。

有益效果

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面：

(一)本發(fā)明采用比較法檢測旋變解碼芯片，通過指示燈直接給出檢測結果并顯示出來；可以同時檢測數(shù)個旋變解碼芯片,不需要人工觀測采樣數(shù)據(jù)，檢測時間短、檢測效率高；

(二)旋變解碼芯片安裝在插座上，芯片可插拔，檢測時不會對芯片造成損傷；

(三)本檢測裝置在旋變解碼芯片焊接之前進行檢測，可以避免因旋變解碼芯片故障引起的后繼問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明旋變解碼芯片故障檢測儀的模塊結構示意圖。

圖2為本發(fā)明旋變解碼芯片故障檢測儀的電氣工作原理框圖。

圖3為芯片檢測接口模塊的組成及原理框圖。

圖4為角度解算控制模塊的組成及原理框圖。

圖5為顯示模塊的組成及原理框圖。

圖6為檢測軟件包的工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及優(yōu)選實施例，對本發(fā)明做進一步的詳述。

本發(fā)明的目的是提出一種旋變解碼芯片故障檢測儀及檢測方法，采用比較法同時自動檢測數(shù)片R2D芯片，并將檢測結果顯示，操作簡便，使用效率高。

如圖1所示，旋變解碼芯片故障檢測儀，包括電源模塊、激磁模塊、旋轉變壓器、芯片檢測接口模塊、角度解算控制模塊和顯示模塊。所述電源模塊為激磁模塊、芯片檢測接口模塊、角度解算控制模塊提供供電電源。所述激磁模塊向旋轉變壓器和芯片檢測接口模塊提供激勵信號；本實施例中，所述激磁模塊包括激勵源和功率放大器，所述激勵源采用逆變器SIP-H02，SIP-H02由±15V電源供電，功率放大器由功放芯片和外圍電路構成，功放芯片采用GF01，外圍電路為1:1關系的比例放大電路；所述激勵源與功率放大電路相連，激勵源輸出信號經(jīng)過功率放大電路放大后輸出至旋轉變壓器和芯片檢測接口模塊。所述旋轉變壓器為無接觸式旋轉變壓器，向芯片檢測接口模塊提供角度信號。所述芯片檢測接口模塊包括4個旋變解碼芯片插座和對應每個插座的芯片信號調理電路，多個旋變解碼芯片插座分為一個標準旋變解碼芯片插座和若干檢測旋變解碼芯片插座；激磁模塊的激勵信號和旋轉變壓器的角度信號通過旋變解碼芯片插座輸出至旋變解碼芯片，并輸出芯片解碼數(shù)據(jù)至角度解算控制模塊；芯片信號調理電路對旋變解碼芯片進行配置，設置旋變解碼芯片的工作帶寬。所述角度解算控制模塊采用內含測量軟件包的DSP控制系統(tǒng)實現(xiàn)，DSP控制系統(tǒng)采集標準旋變解碼芯片和檢測旋變解碼芯片的輸出數(shù)據(jù)，并將檢測旋變解碼芯片的采樣信號與標準旋變解碼芯片的采樣信號進行對比運算，得到檢測結果信號。所述顯示模塊接收角度解算控制模塊的檢測結果信號并顯示檢測結果。

圖2為本發(fā)明旋變解碼芯片故障檢測儀的電氣工作原理框圖。激磁模塊產(chǎn)生一定頻率和幅值的差分正弦波信號EXC、NEXC，輸入至旋轉變壓器和芯片檢測接口模塊的輸入端。電源模塊接收220V輸入電壓，為激磁模塊、芯片檢測接口模塊和角度解算控制模塊提供±15V、±12V和+5V電源電壓。角度解算控制模塊由TMS320F2812 DSP主控芯片構成，通過CS片選和INHIBIT禁止信號控制芯片檢測接口模塊，接收數(shù)據(jù)總線產(chǎn)生的旋變解碼芯片角度信號，并將旋變解碼芯片的檢測結果通過顯示模塊顯示。旋轉變壓器接收激磁模塊產(chǎn)生的差分EXC和NEXC激磁信號，通過旋變繞組產(chǎn)生反映角度變化的SIN、SINL、COS和COSL模擬信號輸出至芯片檢測接口模塊。顯示模塊由LED發(fā)光二極管構成，由角度解算控制模塊驅動，將旋變解碼芯片的結果直觀顯示出來。

圖3為芯片檢測接口模塊的組成及原理框圖。芯片檢測接口模塊包括1個標準旋變解碼芯片插座，3個檢測旋變解碼芯片插座以及相應旋變解碼芯片的外圍調理電路。標準旋變解碼芯片放置在標準旋變解碼芯片插座上，待檢測的旋變解碼芯片放置在檢測旋變解碼芯片插座上。旋變解碼芯片的控制信號包括CS和INHIBIT，由角度解算控制模塊通過CS和INHIBIT信號控制標準和待檢測旋變解碼芯片的選通；旋變解碼芯片接收激磁模塊產(chǎn)生的EXC和NEXC差分正弦激勵信號，接收旋轉變壓器產(chǎn)生的反映角度變化的SIN、SINL、COS、COSL模擬信號；標準和檢測旋變解碼芯片產(chǎn)生的角度變化信號通過16位數(shù)據(jù)總線傳輸至角度解算控制模塊。外圍電路對旋變解碼芯片進行濾波、增益和閉環(huán)帶寬等設置。

圖4為角度解算控制模塊的組成及原理框圖。所述角度解算控制模塊包括數(shù)字信號處理器、驅動緩沖電路和二次電源；旋變解碼芯片輸出數(shù)據(jù)通過驅動緩沖電路輸送至數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器通過對比運算產(chǎn)生檢測結果信號，并通過驅動緩沖電路輸送至顯示模塊。二次電源由電源模塊供電，產(chǎn)生DSP控制系統(tǒng)需要的+3.3V和+1.9V電壓。本實施例中，角度解算控制模塊由TI公司的TMS320F2812 DSP做為主控芯片，電平轉換芯片74ALVC164245接收旋變解碼芯片產(chǎn)生的TTL電平的數(shù)據(jù)總線信號，轉換為3.3V的CMOS信號輸給DSP的數(shù)據(jù)總線；電平轉換芯片74ALVC164245接收DSP產(chǎn)生的CMOS電平信號CS和INHIBIT，產(chǎn)生TTL電平的CS和INHIBIT控制R2D芯片的選通；電平轉換芯片74ALVC164245接收DSP產(chǎn)生的CMOS電平IO信號，驅動相應的LED檢測結果指示燈。

圖5為顯示模塊的組成及原理框圖。角度解算控制模塊將旋變解碼芯片的檢測結果通過顯示模塊進行顯示。每個檢測旋變解碼芯片均對應2種顏色(紅色和綠色)的LED指示燈。開始檢測時，紅色指示燈熄滅，綠色LED指示燈亮。在檢測過程中，轉動旋轉變壓器，隨著旋變的轉動，角度解算控制模塊實時采樣四個旋變解碼芯片的數(shù)據(jù)，如果某一芯片有故障，則對應紅色LED燈亮；如果檢測結果正常，則綠色LED燈一直亮。

圖6為檢測軟件包的工作流程圖。在DSP控制器上電初始化完成后，檢測軟件包的程序正常運行。由于旋變是有線的，具有一定的角度轉動范圍。在一定角度范圍內轉動旋轉變壓器，同時采樣標準旋變解碼芯片和檢測旋變解碼芯片的數(shù)據(jù)進行比較，如果3個檢測旋變解碼芯片的采樣數(shù)據(jù)與標準旋變解碼芯片的采樣數(shù)據(jù)始終保持在一定誤差范圍內，則認為檢測旋變解碼芯片是正常的；如果有檢測旋變解碼芯片的采樣值與標準旋變解碼芯片的值不一致，超出了限定的誤差范圍，則認為該旋變解碼芯片有故障。檢測結束后，檢測結果通過顯示模塊的LED指示燈顯示。

本實施例可同時檢測3個旋變解碼芯片，并可照此原理擴充至同時檢測十幾片旋變解碼芯片。檢測結束時，檢測結果由檢測軟件包自動計算得出，并將檢測結果通過LED指示燈顯示。不需要人工觀測旋變解碼芯片采集的旋變角度數(shù)據(jù)，避免了繁瑣工作，操作簡便，檢測效率高。

本發(fā)明的工作原理和過程如下：在進行檢測前，先對標準旋變解碼芯片進行標定，確定標準旋變解碼芯片狀態(tài)正常。用調試電腦連接角度解算控制模塊，轉動旋轉變壓器，觀測標準旋變解碼芯片輸出的旋轉角度數(shù)據(jù)，如果輸出角度數(shù)據(jù)平滑連續(xù)變化，且采集的電角度值與旋變實際的機械角度值一致，則認為標準旋變解碼芯片是正常的。然后進行待測旋變解碼芯片的檢測工作。

將待測旋變解碼芯片插入相應的插座中，當旋變解碼芯片檢測儀上電后，標準旋變解碼芯片對應的綠色LED指示燈點亮。角度解算控制模塊檢測程序的初始化完成后，還沒有轉動旋變開始檢測時，顯示面板上3片待測旋變解碼芯片對應的LED綠色指示燈亮。在旋變的機械限定角度內轉動旋轉變壓器，往復的進行轉動，如果采集的檢測旋變解碼芯片數(shù)據(jù)與標準旋變解碼芯片數(shù)據(jù)差值在一定閾值之內，說明待測旋變解碼芯片的數(shù)據(jù)同標準旋變解碼芯片保持一致，檢測旋變解碼芯片是正常的，綠色LED指示燈一直點亮；如果某一檢測旋變解碼芯片的采樣值與標準旋變解碼芯片的采樣值超出閾值范圍，則該檢測旋變解碼芯片工作不正常，相應的綠色LED指示燈熄滅，紅色故障lED燈亮，檢測過程完成。整個檢測過程只需要轉動旋轉變壓器，旋變解碼芯片的檢測結果由檢測儀自動給出，檢測者只需要觀察檢測儀顯示面板的指示燈，如果綠色指示燈亮，說明旋變解碼芯片正常，檢測通過；如果紅色指示燈亮，則定位相應的故障旋變解碼芯片。