所謂旋轉(zhuǎn)變壓器，即是一種電磁傳感器，通常被用于測(cè)量“旋轉(zhuǎn)物體“的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。這些“旋轉(zhuǎn)物體”通常應(yīng)用于汽車電子（凸輪/曲軸位置），航空（襟翼位置）以及舵機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域。

當(dāng)對(duì)使用旋轉(zhuǎn)變壓器的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、測(cè)試及故障排查時(shí)，很有必要建立一個(gè)可以模擬實(shí)際旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的系統(tǒng)，尤其是當(dāng)需要測(cè)量一個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器電路的操作限值以及隨之產(chǎn)生的信號(hào)時(shí)。所建立的仿真系統(tǒng)使得我們可以通過(guò)添加一些已知誤差信號(hào)到待測(cè)信號(hào)上，或者通過(guò)改變信號(hào)的幅度/頻率/波形形狀來(lái)確認(rèn)故障點(diǎn)，從而控制和測(cè)試待測(cè)系統(tǒng)的限值。

接下來(lái)我們將介紹一下一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)的方法。

旋轉(zhuǎn)變壓器基礎(chǔ)知識(shí)

大部分旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下：作為轉(zhuǎn)子的初級(jí)線圈，以及兩個(gè)固定線圈（彼此成90度定位的定子）

圖1 常見旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)

初級(jí)線圈由交流電壓Vr供電。初級(jí)線圈接收到的激勵(lì)信號(hào)通常是正弦波，然后耦合到兩個(gè)次級(jí)線圈上。大多數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器中，兩個(gè)次級(jí)線圈的安裝角度互為90度。由于每個(gè)次級(jí)線圈位于相對(duì)于初級(jí)線圈不同的位置，所以它們具有不同的耦合效率；又因?yàn)樗麄儽舜酥g角度差為90度，所以他們的輸出的信號(hào)為正交的（相位相差90度）。隨著轉(zhuǎn)子角度的變化，次級(jí)線圈的輸出信號(hào)將如圖所示變化：

圖2 旋轉(zhuǎn)變壓器輸出波形

從圖中我們可以看出，每個(gè)軸角都有對(duì)應(yīng)的電壓值。通過(guò)測(cè)量次級(jí)線圈的瞬時(shí)電壓，可以確定轉(zhuǎn)子的角度。

仿真儀器

在本文所提的仿真實(shí)驗(yàn)中，我們將使用任意波形發(fā)生器為初級(jí)線圈提供激勵(lì)電壓。該任意波形發(fā)生器將用于同時(shí)調(diào)制另一臺(tái)雙通道信號(hào)發(fā)生器的輸出。如前所述，這些輸出將代表次級(jí)正弦和余弦線圈所輸出的信號(hào)。

1．SDG1062X: 作為給次級(jí)線圈輸入調(diào)制信號(hào)的調(diào)制源。所選的儀器的帶寬應(yīng)該能夠與您正在模擬的旋轉(zhuǎn)變壓器的初級(jí)線圈的最小和最大頻率規(guī)格相匹配。許多旋轉(zhuǎn)變壓器的初級(jí)線圈信號(hào)的頻率從5 k到20 kHz不等，電壓從幾百mV到幾百V不等。 這些更高的電壓用于激勵(lì)次級(jí)線圈。

2．SDG2042X:用于模擬次級(jí)線圈。該儀器應(yīng)具有單個(gè)外部調(diào)制輸入，獨(dú)立相位控制和雙邊帶AM（DSB-AM）調(diào)制的功能，以上功能將應(yīng)用于模擬旋轉(zhuǎn)變壓器的正弦和余弦信號(hào)。

3．雙通道示波器（我們使用SDS5022X超級(jí)熒光示波器）：對(duì)模擬系統(tǒng)輸出信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證。選擇具有適當(dāng)帶寬的示波器非常重要。（所選示波器帶寬至少是待測(cè)信號(hào)的2-3倍，如果待測(cè)信號(hào)是方波的時(shí)候，則需要選擇更高帶寬的示波器）本文中我們選用的示波器還具有搜索&導(dǎo)航功能和Zoom功能，以及配備了一個(gè)10.1英寸的大電容觸摸屏，使我們更容易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

儀器設(shè)置

用一根BNC線從SDG1062X的通道1連接到SDG2042X的Aux In /Out口，如下圖所示：

圖三 模擬系統(tǒng)儀器連接示意

詳細(xì)步驟：

1.把SDG2042X的兩路輸出（即所模擬的次級(jí)線圈的輸出）接到示波器上