高精度数字角度位置测量解决方案

一、 乐敬民团队简介

    高精度数字角度位置测量解决方案团队是一支由长期从事武器装备研制工作的退休专家、在职高科技研究人员组成的科研团队。

    在武器装备的研制过程中深感我国装备的基础部件的薄弱，特别是信息化、网络化所需的数字传感器的匮乏，水平较低，这样致使系统的性能和水平难以提高。例如武器系统大量使用的角度传感器仍然在使用模拟角度传感器，没有数字角度传感器，大大制约了信息化武器的发展。

    乐敬民退休后组织了高精度数字角度位置测量解决方案团队，经过几年的研制，通过攻关，成功研制了“高精度数字旋转变压器”。它采用了机电一体化技术，计算机智能纠错技术，实现了自整角机/旋转变压器的数字化、模块化、标准化。采用计算机通用接口就能与计算机实现接口，插上插头就能使用。

二、 产品介绍

    雷达、火炮、坦克、战车、飞机、军舰、导弹、导弹发射器、火箭发射架、各种目标探测器和跟踪器等国防军事装备中，都安装有自整角机或旋转变压器，它是用来测量武器相对于目标的高低向和方位向的角度的。但是传统的旋转变压器输出都是模拟信号，不能用于计算机控制系统。不能满足“信息化”的要求。

    我们研制的数字旋转变压器是新一代武器装备的角度位置传感器，是信息化武器必备的信息来源。以前没有数字旋转变压器，为了满足武器系统计算机控制的要求，应用时将旋转变压器输出的模拟信号通过一系列转换，再加上一些辅助电路、接口电路来实现数字化。

    这就形成了在一个系统中，模拟电路、数字电路、脉冲调宽电路共存，模拟信号容易受到干扰，可靠性差。将旋转变压器输出的信号直接数字化，系统匹配不是很好，角精度不太理想，功率消耗大，体积大，成本高。虽然近几年在以上领域的一些新品中也有数字化应用，但是没有从根本上解决以上问题。 

    各个用户自己设计制造以上数字化电路，费力费时，不易保证质量，设计、制造周期长，成本高。接口各有各的一套，不能实现标准化，致使武器系统配套和维修困难。

    “高精度数字旋转变压器”从根本上解决了以上问题，它是真正意义上的“数字传感器”，安装在需要测角的地方，插上通用的计算机接口插头就行了。

产品照片如下图所示：=>

主要技术指标如下表：↓

三、 核心技术

    我们抓住主要矛盾，通过攻关，从双速旋转变压器的原理入手，设计了全新的电路，实现了机电一体化。设计了新软件，从根本上解决了组合不好和机械零位发生变化后出现很大误差的问题。

为了提高数字旋转变压器的性能和可靠性，我们实现了智能纠错和传感器故障检测等功能。大大提高了角度测量的准确性、可靠性。

四、 应用领域

    角度测量不仅用在机械制造、角度计量仪器、机器人等民用领域，在军事装备用得更多。角度测量的精确度决定了武器系统的打击精度，角度测量传感器的可靠性决定了武器系统的可靠性。     

    高精度数字旋转变压器精度高、可靠性高，可以大量使用在各种雷达、火炮、坦克、战车、飞机、军舰、导弹、导弹发射器、火箭发射、光电跟踪器等国防军事装备中。满足信息化武器装备的需要。

五、 应用案例

    传感器处于系统的底层，起着举足轻重的作用，一座大楼底层牢固，大楼就结实安全；也像CPU一样，它的性能决定了计算机的优劣。采用数字旋转变压器的装备系统不仅精度高、可靠性高、抗干扰能力强，组成的系统也简单得多。

    采用传统旋转变压器转换为数字信号在雷达伺服控制系统中的应用如下图：

    将传统旋转变压器转换为数字信号使用时，如右图所示，为了满足某些组件要求，要不断在模拟信号和数字信号间转换，系统复杂；系统内同时存在模拟电路、数字电路、脉冲调宽电路。

    采用数字旋转变压器的雷达伺服控制系统如下图：

    显然系统要简单得多，系统中全部都是数字信号，网络指挥信息双向进行，可以接受上级的指挥信息，也可以将自己获得的目标信息上报，也可以传给导弹和高炮去攻击目标。