周 玮 张 军 王斯琪 朱 凯 徐子立

(中国电力科学研究院武汉分院，武汉 430074)

0 引言

数字测角系统是现代加工定位系统最重要的组成部分之一。感应同步器由于具有耐恶劣环境、能力强、精度高、可靠性好以及价格较低等特点，基于感应同步器的数字测角系统在位置测量领域具有广泛的应用。现代工业领域对测角系统精度提出了越来越高的要求[1]。基于感应同步器的测角系统中应用最多的方法是采用轴角数字转换芯片将感应同步器两相分段绕组输出的正、余弦信号，转换成数字位置信号进行处理。但其轴角数字转换芯片中的积分环节和VCO的线性范围限制了其测量精度，当输入控制电压和跟踪转速提高到某一定值时，会造成很大的转换误差。为简化测量系统，提高测量精度，本文介绍对感应同步器输出信号采用时钟细分的测量方法。

1 时钟细分方法测角原理

以感应同步器励磁信号作为基准信号ui，其波形运动速度为V。设转子运动速度为v，当传感器的转子停止时，感应输出信号u0和基准信号ui都以速度V运动，信号周期为T。设两者在初始t0时刻的相位差为0，u0在t1时刻移动一个节距W，基准信号在t2时刻移动了一个节距W。可以得到如下关系式[2]：

(1)

(2)

(3)

由式(3)可以看出，通过测量时间差可以求得空间上的位移量。即通过变换，时域信号上的时间差ΔT具有了确定的空间意义。时间差ΔT如果用高频高精度时钟脉冲Pt对其进行细分和计量，则位移变化就可以通过∑Pt的变化来反应，其关系式