GDE一8800多通道角位移测量仪

　　中小型航空发动机可凋叶片的角位移测量，要求测量精度高、传感器体积小、工作稳定可靠，适用于各种恶劣环境。在发动机性能参数测试中，往往要求多点同步测量，以便确定各个参数对发动机性能的影响。就角位移传感器而言，小体积与高精度是相矛盾的。要解决这一问题，只有根据传感器的特点，在二次仪表的设计上下功夫，提高系统精度，满足航空发动机多通道测量的要求。GDE一880。多通道角位测量仪就是基于上述思想设计完成的。经过2年多的现场实用，完全达到设计要求。

　　1主要技术指标

　　测量范围:一3600一+3600

　　测试精度:0.45“(配E6AZ一200编码器)0.05790(配E6e一1024编码器)

　　测量通道数:5路(4路串行，一种并行)

　　输出形式:4路显示，配Rs一232接口

　　2测量的基本原理

　　2.1传感器的选择

　　根据实际需要，选用了OMRoN公司生产的E6AZ一200型增量式旋转编码器。其特点是:价格适宜，体积小、分辨率适中，为20。脉冲/圈。有A、B、Z三相输出，其角度分辨率为。尽管直接测量不能满足小于0.50的测试要求。但可以根据传感器的输出特性在二次仪表上采取措施，达到提高系统测试精度的目的。

　　2.2提高测量精度的方法

　　增量式旋转编码器的内部结构如图l所示。

        在转盘上刻有黑白相间的均匀条纹，其两侧分别装有3对发光一光敏管，当转盘随轴转动时A、B、z三个光敏管就可分别接收安装在转盘另一侧A、B、Z三个发光管发出的光信号，从而产生光电脉冲信号输出，其中z相每转1圈输出l个脉冲，输出脉冲的数目反映了角度位置，其速率反映了速度。转盘上黑白相间的条纹越多，则分辨率越高，体积也就越大。A、B相的几何位置使得A、B相的电信号输出在相位上相差l/4周期(2二/4)其输出特性如图2所示。

　　从输出特性上可以看到，在l个周期内(相当机械角度1.80)A、B相共有4个上、下沿，而每个沿之间相差900的电气角。如果利用数字电路在编码器l个周期内记忆这4个上、下沿，在效果上相当于将1.80的机械角细分4倍，在效果上相当于对其中一相进行4倍频，在相位上严格与角位移同步。

　　依上所述，如果选用E6AZ一200编码器，经上述数字电路处理后可获得:

　　也就是说，经二次仪表4倍频后，可以使系统的测量精度提高4倍。

　　2.3方向判别

　　角位移是一矢量，4倍频的结果只能提高分辨率，要反映角度的变化量，还得有方向判别电路以便计数器进行加、减计数。4倍频是利用A、B相的升、降沿来实现的。而方向判别也要用升、降沿，以及改变方向前的状态(次态)。这样一来就有方向、计数的先后问题。这一问题不解决，就会得出错误的结果。对可逆计数器来说先确定方向，后计数，这样才能进行正确的角位移测量。在电路上，利用几级延时门使计数脉冲比方向脉冲晚几百个毫秒来合理地解决这一问题。当然延迟时间是受旋转部件的变化率限制的，不然也会产生错误的结果。图3为魂倍频方向判别时序图。