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横河示波记录仪DL950：颠覆你对旋转角度测试的认知

2024-10-10 17:05:21·  来源：横河测试测量  
　

旋转传感器，是一种用于测量物体旋转速度和角度的传感器，如今在汽车工业和智能制造领域得到广泛应用。在汽车工业中，它可以测量车轮的转速和角度，进而评估驱动电机的旋转控制状态，还可与转向操作相结合，以提高车辆系统的稳定性；在智能制造中，它可监测涡轮机和输送带等旋转部分的运动，并反馈给控制系统，实现稳定操作。

旋转角度传感器的种类丰富多样，包括但不限于编码器、旋转变压器和霍尔传感器，然而在诸多选择的背后却隐藏着用户频频受制于成本、性能、产品尺寸和运行环境的桎梏以及不得不借助计数器、转换器等变换器方可获取旋转传感器输出角度的真相。

更令人惊讶的是在评估使用电机等旋转部件产品的控制和动作时，实际的操作工况将更为复杂：有时旋转角度将与控制信号和其他物理量一同进行验证，在这种情况下，用户不得不花费大量时间为每个传感器准备测量仪器，此外在使用变换器将旋转传感器信号转换为旋转角度的过程中还会存在延迟时间，使测试无法进行准确验证。

面对多重挑战，如何高效、准确地完成旋转角度测试成为行业亟待解决的问题。

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横河示波记录仪DL950在旋转角度传感器领域有着独家测试秘笈！接下来我们将以旋转角度传感器中的常用种类为线索，为您解析横河DL950在不同测试环境下的应用方式，为您打通旋转角度计算的任督二脉。

编码器的旋转角度计算 

编码器有两种类型，一种是检测相对角度的增量式编码器，另一种则是检测绝对角度的绝对式编码器。如图1所示，作为一款通用测量神器，DL950承接两种编码器类型的工作原理与测试特点，通过互联的方式，以集成化设计确保该系列机型均能在支持最高16位编码器的同时精确计算旋转角度。

增量式编码器的输出信号数量因编码器而异，包括单相型（A相）、两相型（A相、B相）和三相型（A相、B相、Z相）。在测试中，Z相编码器所具备的每转一圈就输出一个脉冲的特性使其具备了作为基准位置信号的特质，同时各编码器每转一圈，A相和B相都将以相移90°的形式输出固定数目的脉冲。用户可根据A相和B相的输出模式判断旋转方向。如图2所示，在该工作原理的基础上，横河DL950会把各相电压的输出信号导入电压输入模块，以旋转角度的形式实时显示波形。

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绝对式编码器的工作原理则是通过使用带有多排狭缝的磁盘，将每排的ON/OFF组合用二进制数的形式显示被测信号的绝对位置，并使其以二进制码和格雷码的形式输出，有相关测试需求的用户即可将编码器的并行输出信号导入DL950逻辑模块，设备以旋转角度的形式实时显示波形。

图片图1  编码器与DL950的连接图

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图2  编码器旋转角度计算测量示例

霍尔传感器旋转角度计算

霍尔传感器是利用一种名为霍尔的电流磁效应将磁场转换为电信号输出的传感器。一般情况下，霍尔传感器将因电机等的旋转所导致的磁场变化以脉冲波的形式输出信号，相关输出信号示意图可参照图3。横河示波器DL950的电压输入模块能充分接收该信号并以旋转角度（电气角度）的形式实时显示波形，其界面如图4所示，如此轻松简洁的数据获取方式真是精妙！

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图3  霍尔传感器输出信号

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图4  霍尔传感器的旋转角度计算测量示例

旋转变压器的旋转角度计算  

旋转变压器是一种旋转角度传感器，它将通过输入激励信号以及转子角度，从两个检测用线圈分别输出决定正弦值和余弦值的两个信号。在测量过程中用户需在转子旋转时，通过转子的两相线圈所输出的电压相位变化来检测转子角度。如图5所示,此时输出信号（正弦、余弦）将以激励信号作为载波信号，并以叠加在旋转角度所对应的包络线上的信号形式输出。

用户使用横河DL950的旋转变压器计算功能，即可免去上述繁杂的测试步骤，如图6所示，用户可直接根据旋转变压器输出的激励信号、正弦信号和余弦信号实时计算出旋转角度并显示出对应波形。有特殊需求的用户还可以在计算旋转角度时通过设置轴倍角获取对应数据，这无疑是大大提高了测试效率。

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图5 旋转变压器的输出信号

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图6 旋转变压器的旋转角度计算测量示例

与各种信号的同步测量

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在电机逆变器测量中，DL950不仅可以直接测量出电机的位置信息，还可同时获取输出电压、电流、温度、振动等逆变器参数，为其后期进行各种分析并确认相关性提供了坚实可靠的数据基础。

此外，针对旋转传感器角度计算，用户可直接使用DL950的实时运算功能。如图7所示，作为一种最多可进行16位计算的功能，它可在捕获输入信号的同时进行计算，并能将相关计算结果与输入信号同步显示，为用户进行二次测试开辟了一条捷径。

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图7 编码器旋转角度计算和各种信号的测量示例

针对不同类型的旋转角度计算，横河DL950为您提供了高效便捷的解决方案，快来加入我们一起探索旋转角度的奥秘吧？如有更多关于示波记录仪的问题，欢迎您留言与我们互动。

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