坦克炮塔动态转角测试装置研究(3)
（4） 电磁方法
旋转变压器是利用电磁感应原理输出模拟电信号，与角度解算器配合使用来检测角度的精密传感器，它对外界环境敏感度低，性能可靠，抗干扰能力强，精度高，易文护。另外，随着材料科学、半导体集成工艺和信号处理技术的不管发展，电子元器件集成度越来越高， 成本不断下降，信号处理电路更加简单、可靠。因而，电磁型传感器性能也大幅提升，已发展成为角位移测量的一个主要方向。
1.4 本课题要研究或解决的问题
本课题主要解决动态条件下炮塔与底盘转角的高精度测量问题，课题的研究内容主要包含以下几个方面：
1)了解现有的测角方法，掌握其工作原理，分析不同方法的优缺点及应用环境；
2)根据课题设计指标的要求，提出针对炮塔与车体底盘的相对转动角的动态测量方法；
3)完成基于旋转变压器和角度解算器的动态测角系统的电路设计；
4)构建实验室标定系统并对测角系统的结果进行误差分析。
2 动态测角系统工作原理
2.1测角系统的指标
性能指标要求：零位记忆功能；断电后系统重新工作数据延续功能；通电瞬间位置确认功能。
技术指标：炮塔相对底盘测角精度：0.4 mrad(84″)； 测量范围：0 ~ N•360°,N为转动的整圈数
2.2测角系统的组成及工作原理
坦克炮塔直径一般为2100mm左右，体积庞大，但其结构复杂，内部空间复杂狭小，工作环境恶劣，导致机械之间会产生相对位移如径向窜动等现象，从而要实现精度测量具有非常大的挑战。通过详细的论证分析，本课题设计了以旋转变压器和角度解算器为核心的动态测角系统。通过对其中各关键部件的研究，完成系统的硬件和软件设计，同时搭建相应的标定系统，完成动态测角系统的标定。
2.2.1 测角系统的组成
动态测角系统主要由两大部分组成，分别是机械结构和电气系统，如图2.1所示。机械结构主要包括四大部分，轴端齿轮、传动齿轮系、双页消间隙齿轮、机械传动轴，测角系统与炮塔内齿轮啮合，双页消间隙齿轮使两个齿轮达到完美啮合，其传动比为1:1，双页消间隙齿轮与轴端齿轮、旋转变压器同轴，因此，炮塔座圈与旋转变压器的传动比也为1：1，即炮塔转1圈，旋转变压器转1圈。因此，旋转变压器转过的角度就是炮塔相对底盘转过的角度。本课题主要完成电路系统部分的设计，主要内容包括旋转变压器系统设计、角度解算系统设计、主控系统和数据通信系统。
2.2.2 测角系统的工作原理
动态测角系统的测量原理类似于表盘计时（如图2.2），指针每一个指向位置，对应于旋转变压器输出的一个码值，测角结果为当前码值与初始码值之差与最小分辨率的乘积。
在设计中，采用了16位角度解算模块，相当于将圆周的360°分成了 个等份，每份相当于 ，约 ，即系统最小的角度分辨率为 。
若炮塔初始位置的旋转变压器输出码值记为 ；炮塔转动一定角度后的旋转变压器
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