摘 要：本文介紹了雖然目前已逐漸被廣泛應(yīng)用，但仍未被人們所熟悉的，角度位置傳感元件—旋轉(zhuǎn)變壓器。文章對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、原理、參數(shù)與性能指標(biāo)及其信號(hào)變換做了簡(jiǎn)單的介紹;最后對(duì)幾種類(lèi)型旋轉(zhuǎn)變壓器的各方面作了比較，以供選擇、使用時(shí)參考。

⒈概述
　?、雹?旋轉(zhuǎn)變壓器的發(fā)展
　　旋轉(zhuǎn)變壓器用于運(yùn)動(dòng)伺服控制系統(tǒng)中，作為角度位置的傳感和測(cè)量用。早期的旋轉(zhuǎn)變壓器用于計(jì)算解答裝置中，作為模擬計(jì)算機(jī)中的主要組成部分之一。其輸出，是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角作某種函數(shù)變化的電氣信號(hào)，通常是正弦、余弦、線(xiàn)性等。這些函數(shù)是最常見(jiàn)的，也是容易實(shí)現(xiàn)的。在對(duì)繞組做專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)時(shí)，也可產(chǎn)生某些特殊函數(shù)的電氣輸出。但這樣的函數(shù)只用于特殊的場(chǎng)合，不是通用的。60年代起，旋轉(zhuǎn)變壓器逐漸用于伺服系統(tǒng)，作為角度信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)元件。三線(xiàn)的三相的自整角機(jī)，早于四線(xiàn)的兩相旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用于系統(tǒng)中。所以作為角度信號(hào)傳輸?shù)男D(zhuǎn)變壓器，有時(shí)被稱(chēng)作四線(xiàn)自整角機(jī)。隨著電子技術(shù)和數(shù)字計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式計(jì)算機(jī)早已代替了模擬式計(jì)算機(jī)。所以實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)變壓器目前主要是用于角度位置伺服控制系統(tǒng)中。由于兩相的旋轉(zhuǎn)變壓器比自整角機(jī)更容易提高精度，所以旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用的更廣泛。特別是，在高精度的雙通道、雙速系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用的多極電氣元件，原來(lái)采用的是多極自整角機(jī)，現(xiàn)在基本上都是采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器。
　　旋轉(zhuǎn)變壓器是目前國(guó)內(nèi)的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“旋變” 。俄文里稱(chēng)作“Вращающийся Трансформатор” ，詞義就是“旋轉(zhuǎn)變壓器”。英文名字叫“resolver”，根據(jù)詞義，有人把它稱(chēng)作為“解算器”或“分解器”。
　　作為角度位置傳感元件，常用的有這樣幾種：光學(xué)編碼器、磁性編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器。由于制作和精度的緣故，磁性編碼器沒(méi)有其他兩種普及。光學(xué)編碼器的輸出信號(hào)是脈沖，由于是天然的數(shù)字量，數(shù)據(jù)處理比較方便，因而得到了很好的應(yīng)用。早期的旋轉(zhuǎn)變壓器，由于信號(hào)處理電路比較復(fù)雜，價(jià)格比較貴的原因，應(yīng)用受到了限制。因?yàn)樾D(zhuǎn)變壓器具有無(wú)可比擬的可靠性，以及具有足夠高的精度，在許多場(chǎng)合有著不可代替的地位，特別是在軍事以及航天、航空、航海等方面。
　　隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子元器件集成化程度的提高，元器件的價(jià)格大大下降;另外，信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)處理電路變得簡(jiǎn)單、可靠，價(jià)格也大大下降。而且，又出現(xiàn)了軟件解碼的信號(hào)處理，使得信號(hào)處理問(wèn)題變得更加靈活、方便。這樣，旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用得到了更大的發(fā)展，其優(yōu)點(diǎn)得到了更大的體現(xiàn)。和光學(xué)編碼器相比，旋轉(zhuǎn)變壓器有這樣幾點(diǎn)明顯的優(yōu)點(diǎn)：①無(wú)可比擬的可靠性，非常好的抗惡劣環(huán)境條件的能力;②可以運(yùn)行在更高的轉(zhuǎn)速下。（在輸出12 bit的信號(hào)下，允許電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)60,000rpm。而光學(xué)編碼器，由于光電器件的頻響一般在200kHz以下，在12 bit時(shí)，速度只能達(dá)到3,000rpm）;③方便的絕對(duì)值信號(hào)數(shù)據(jù)輸出。
　?、雹?旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用
　　旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用，近期發(fā)展很快。除了傳統(tǒng)的、要求可靠性高的軍用、航空航天領(lǐng)域之外，在工業(yè)、交通以及民用領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。特別應(yīng)該提出的是，這些年來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，隨著節(jié)能減排的要求越來(lái)越高，效率高、節(jié)能顯著的永磁交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，越來(lái)越廣泛。而永磁交流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器，原來(lái)是以光學(xué)編碼器居多，但這些年來(lái)，卻迅速地被旋轉(zhuǎn)變壓器代替?？梢耘e幾個(gè)明顯的例子，在家電中，不論是冰箱、空調(diào)、還是洗衣機(jī)，目前都是向變頻變速發(fā)展，采用的是正弦波控制的永磁交流電動(dòng)機(jī)。目前各國(guó)都在非常重視的電動(dòng)汽車(chē)中，電動(dòng)汽車(chē)中所用的位置、速度傳感器都是旋轉(zhuǎn)變壓器。例如，驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的位置傳感、電動(dòng)助力方向盤(pán)電機(jī)的位置速度傳感、燃?xì)忾y角度測(cè)量、真空室傳送器角度位置測(cè)量等等，都是采用旋轉(zhuǎn)變壓器。在應(yīng)用于塑壓系統(tǒng)、紡織系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)以及其他領(lǐng)域里，所應(yīng)用的伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵部件伺服電動(dòng)機(jī)上，也是用旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置速度傳感器。
　　旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。
　　⒈⒊ 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)
　　根據(jù)轉(zhuǎn)子電信號(hào)引進(jìn)、引出的方式，分為有刷旋轉(zhuǎn)變壓器和無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。在有刷旋轉(zhuǎn)變壓器中，定、轉(zhuǎn)子上都有繞組。轉(zhuǎn)子繞組的電信號(hào)，通過(guò)滑動(dòng)接觸，由轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)和定子上的電刷引進(jìn)或引出。由于有刷結(jié)構(gòu)的存在，使得旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性很難得到保證。因此目前這種結(jié)構(gòu)形式的旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用的很少，我們著重于介紹無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。
　　目前無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種稱(chēng)作為環(huán)形變壓器式無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，另一種稱(chēng)作為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。
　　1）環(huán)形變壓器式旋轉(zhuǎn)變壓器
　　圖1示出環(huán)形變壓器式無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)很好地實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷、無(wú)接觸。圖中右側(cè)部分是典型的旋轉(zhuǎn)變壓器的定、轉(zhuǎn)子，在結(jié)構(gòu)上和有刷旋轉(zhuǎn)變壓器一樣的定、轉(zhuǎn)子繞組，作信號(hào)變換。左側(cè)是環(huán)形變壓器。它的一個(gè)繞組在定子上，一個(gè)在轉(zhuǎn)子上，同心放置。
　　轉(zhuǎn)子上的環(huán)形變壓器繞組和作信號(hào)變換的轉(zhuǎn)子繞組相聯(lián)，它的電信號(hào)的輸入輸出 由環(huán)形變壓器完成。

A—普通旋轉(zhuǎn)變壓器 B—環(huán)形變壓器
圖1環(huán)變式旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)示意

　　2）磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器
　　圖2是一個(gè)10對(duì)極的磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的示意圖。磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁繞組和輸出繞組放在同一套定子槽內(nèi)，固定不動(dòng)。但勵(lì)磁繞組和輸出繞組的形式不一樣。兩相繞組的輸出信號(hào)，仍然應(yīng)該是隨轉(zhuǎn)角作正弦變化、彼此相差90°電角度的電信號(hào)。轉(zhuǎn)子磁極形狀作特殊設(shè)計(jì)，使得氣隙磁場(chǎng)近似于正弦形。轉(zhuǎn)子形狀的設(shè)計(jì)也必須滿(mǎn)足所要求的極數(shù)?？梢钥闯?，轉(zhuǎn)子的形狀決定了極對(duì)數(shù)和氣隙磁場(chǎng)的形狀。
　　磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器一般都做成分裝式，不組合在一起，以分裝形式提供給用戶(hù)，由用戶(hù)自己組裝配合。

圖2 磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)示意

　　3） 多極旋轉(zhuǎn)變壓器
　　圖3多極旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 a）、b） 是共磁路結(jié)構(gòu)，粗、精機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組公用一套鐵心。所謂粗機(jī)，是指單對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)變壓器，它的精度低，所以稱(chēng)為粗機(jī);精機(jī)是指多對(duì)極的旋轉(zhuǎn)變壓器，由于精度高，多對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)變壓器稱(chēng)為精機(jī)。其中圖3a） 表示的是旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子組裝成一體，由機(jī)殼、端蓋和軸承將它們連在一起。稱(chēng)為組裝式，圖3b） 的定轉(zhuǎn)子是分開(kāi)的，稱(chēng)為分裝式。圖3c）、d） 是分磁路結(jié)構(gòu)，粗、精機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組各有自己的鐵心。其中圖4c）、d）都是組裝式，只是粗、精機(jī)位置安放的形式不一樣，圖3c） 的粗、精機(jī)平行放置，圖3d） 粗、精機(jī)是垂直放置，粗機(jī)在內(nèi)腔。另外，很多時(shí)候也有單獨(dú)的多極旋轉(zhuǎn)變壓器。應(yīng)用時(shí)，若仍需要單對(duì)極的旋轉(zhuǎn)變壓器，則另外配置。
　　共磁路 分磁路
　　a）組裝式 b）分裝式 c）粗精平行放置 d）粗精垂直放置

圖3多極旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)示意

　　對(duì)于多極旋轉(zhuǎn)變壓器，一般都必須和單極旋轉(zhuǎn)變壓器組成統(tǒng)一的系統(tǒng)。在旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)中，如果單極旋轉(zhuǎn)變壓器和多極旋轉(zhuǎn)變壓器設(shè)計(jì)在同一套定、轉(zhuǎn)子鐵心中，而分別有自己的單極繞組和多極繞組。這種結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)變壓器稱(chēng)為雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器。如果單極旋轉(zhuǎn)變壓器和多極旋轉(zhuǎn)變壓器都是單獨(dú)設(shè)計(jì)，都有自己的定、轉(zhuǎn)子鐵心。這種結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)變壓器稱(chēng)為單通道旋轉(zhuǎn)變壓器。
⒉ 旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理
　?、并?旋轉(zhuǎn)變壓器角度位置伺服控制系統(tǒng)
　　圖4是一個(gè)比較典型的角度位置伺服控制系統(tǒng)。XF稱(chēng)作旋變發(fā)送機(jī)，XB稱(chēng)作旋變變壓器。旋變發(fā)送機(jī)發(fā)送一個(gè)與機(jī)械轉(zhuǎn)角有關(guān)的、作一定函數(shù)關(guān)系變化的電氣信號(hào);旋變變壓器接受這個(gè)信號(hào)、并產(chǎn)生和輸出一個(gè)與雙方機(jī)械轉(zhuǎn)角之差有關(guān)的電氣信號(hào)。伺服放大器接受選變壓器的輸出信號(hào)，作為伺服電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)。經(jīng)放大，驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)接受方旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)軸及其它相連的機(jī)構(gòu)，直至達(dá)到和發(fā)送機(jī)方一致的角位置。
　　旋變發(fā)送機(jī)的初級(jí)，一般在轉(zhuǎn)子上設(shè)有正交的兩相繞組，其中一相作為勵(lì)磁繞組，輸入單相交流電壓;另一相短接，以抵消交軸磁通，改善精度。次級(jí)也是正交的兩相繞組。旋變變壓器的初級(jí)一般在定子上，由正交的兩相繞組組成;次級(jí)為單項(xiàng)繞組，沒(méi)有正交繞組。

圖4旋轉(zhuǎn)變壓器角度位置伺服控制系統(tǒng)

　　應(yīng)該指出，由于結(jié)構(gòu)的關(guān)系，磁阻式旋變只有旋變發(fā)送機(jī)，沒(méi)有旋變變壓器。

　?、并?工作原理
　　前面已經(jīng)介紹過(guò)，旋轉(zhuǎn)變壓器有旋變發(fā)送機(jī)和旋變壓器之分。作為旋變發(fā)送機(jī)它的勵(lì)磁繞組是由單相電壓供電，電壓可以寫(xiě)為式（1）形式：

　　 （1）

　　其中，U1m—?jiǎng)?lì)磁電壓的幅值，ω—?jiǎng)?lì)磁電壓的角頻率。勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的交變磁通，在次級(jí)輸出繞組中感生出電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于勵(lì)磁繞組和次級(jí)輸出繞組的相對(duì)位置發(fā)生變化，因而次級(jí)輸出繞組感生的電動(dòng)勢(shì)也發(fā)生變化。又由于次級(jí)輸出的兩相繞組在空間成正交的90°電角度，因而兩相輸出電壓如式（2）所示：

　　（2）

　　其中，U2Fs—正弦相的輸出電壓，U2Fc—余弦相的輸出電壓，U2Fm—次級(jí)輸出電壓的幅值;αF—?jiǎng)?lì)磁方和次級(jí)輸出方電壓之間的相位角，θF—發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角?？梢钥闯觯瑒?lì)磁方和輸出方的電壓是同頻率的，但存在著相位差。正弦相和余弦相在電的時(shí)間相位上是同相的，但幅值彼此隨轉(zhuǎn)角分別作正弦和余弦函數(shù)變化。

圖5旋變發(fā)送機(jī)兩相輸出電壓和轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線(xiàn)

　　旋變發(fā)送機(jī)的兩相次級(jí)輸出繞組，和旋變變壓器的原方兩相勵(lì)磁繞組分別相聯(lián)。這樣，式（2）所表示的兩相電壓，也就成了旋變變壓器的勵(lì)磁電壓，并在旋變變壓器中產(chǎn)生磁通φB。旋轉(zhuǎn)變壓器的單相繞組作為輸出繞組，旋變發(fā)送機(jī)次級(jí)繞組和旋變變壓器初級(jí)繞組中流過(guò)的電流為

　　（3）

　　由這兩個(gè)電流建立的空間和成磁動(dòng)勢(shì)為

　　（4）

　　式（4）表示在旋變發(fā)送機(jī)中，合成磁動(dòng)勢(shì)的軸線(xiàn)總是位于θF角上，亦即和勵(lì)磁繞組軸線(xiàn)一致的位置上，和轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。可以知道，在旋變變壓器中，合成磁動(dòng)勢(shì)的軸線(xiàn)相應(yīng)地也是和A相繞組距θF角的位置上。只是由于電流方向相反，其方向也和在旋變發(fā)送機(jī)中相差180°。若旋變變壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為θB，則其單相輸出繞組軸線(xiàn)和勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線(xiàn)夾角相差Δθ=θF-θB。那么，輸出繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)是：

　　（5）

　　將輸出繞組在空間移過(guò)90°。這樣，在協(xié)調(diào)位置時(shí)，輸出電動(dòng)勢(shì)為零。此時(shí)，輸出電動(dòng)勢(shì)和失調(diào)角的關(guān)系成為正弦函數(shù)：

　　（6）

圖6旋變變壓器輸出電動(dòng)勢(shì)和失調(diào)角的關(guān)系曲線(xiàn)

　　從圖6和式（6）可以看出，輸出電動(dòng)勢(shì)有兩個(gè)為零的位置，即Δθ=0°和在Δθ=180°。在0°和180°范圍內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間相位為正， 在 180°和 360°范圍內(nèi)， 電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間相位變化了
　　180°。Δθ=180°的這個(gè)點(diǎn)屬于不穩(wěn)定點(diǎn)，因?yàn)樵谶@個(gè)點(diǎn)上，電動(dòng)勢(shì)的梯度為負(fù)。當(dāng)有失調(diào)角時(shí)，旋變變壓器輸出繞組電動(dòng)勢(shì)不為零，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)控制伺服放大器去驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，驅(qū)使旋變變壓器和其它裝置轉(zhuǎn)到協(xié)調(diào)位置。這時(shí)，輸出繞組的輸出為零，伺服電動(dòng)機(jī)停止工作。因此，根據(jù)信號(hào)幅值大小和正、負(fù)方向工作的伺服電動(dòng)機(jī)，總是把旋變變壓器的轉(zhuǎn)軸帶到穩(wěn)定工作點(diǎn)Δθ= 0°的位置上。
　?、并?旋轉(zhuǎn)變壓器單獨(dú)作為測(cè)角元件
　　在很多場(chǎng)合下，旋轉(zhuǎn)變壓器可以單獨(dú)作為測(cè)角元件用，直接和角度信號(hào)變換單元連接，由角度變換單元輸出角度信號(hào)數(shù)據(jù)。磁阻式旋變就是只起這個(gè)作用的。下面有關(guān)信號(hào)變換的部分將會(huì)說(shuō)明。
⒊ 旋轉(zhuǎn)變壓器的主要參數(shù)和性能指標(biāo)
　　旋轉(zhuǎn)變壓器的主要指標(biāo)有以下幾個(gè)。
　　1） 額定勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁頻率 勵(lì)磁電壓都采用比較低的數(shù)值，一般在10V以下。旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁頻率通常采用400Hz、以及（5～10）kHz之間。
　　2） 變壓比和最大輸出電壓 變壓比是指當(dāng)輸出繞組處于感生最大輸 出電壓的位置時(shí)，輸出電壓和原邊勵(lì)磁電壓之比。
　　3） 電氣誤差 輸出電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)角之間應(yīng)符合嚴(yán)格的正、余弦關(guān)系。如果不符，就會(huì)產(chǎn)生誤差，這個(gè)誤差角稱(chēng)為電氣誤差。根據(jù)不同的誤差值確定旋轉(zhuǎn)變壓器的精度等級(jí)。不同的旋轉(zhuǎn)變壓器類(lèi)型，所能達(dá)到的精度等級(jí)不同。多極旋轉(zhuǎn)變器可以達(dá)到高的精度，電氣誤差可以角秒（″）來(lái)計(jì)算;一般的單極旋轉(zhuǎn)變壓器，電氣誤差在（5′～15′）之內(nèi);對(duì)于磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，由于結(jié)構(gòu)原理的關(guān)系，電氣誤差偏大。磁阻式旋變一般都做到兩對(duì)極以上。兩對(duì)極磁阻式旋變的電氣誤差，一般做到60′（1°）以下。但是，在現(xiàn)代的理論水平和加工條件下，增加極對(duì)數(shù)，也可以提高精度，電氣誤差也可控制在數(shù)角秒（″）之內(nèi)。
　　4） 阻抗 一般而言，旋轉(zhuǎn)變壓器的阻抗隨轉(zhuǎn)角變化而變化，以及和初、次級(jí)之間相互角度位置有關(guān)。因此，測(cè)量時(shí)應(yīng)該取特定位置。
　　有這樣4個(gè)阻抗：開(kāi)路輸入阻抗、開(kāi)路輸出阻抗、短路輸入阻抗、短路輸出阻抗。
　　在目前的應(yīng)用中，作為旋轉(zhuǎn)變壓器負(fù)載的電子電路阻抗都很大，因而往往都把電路看作空載運(yùn)行。在這種情況下，實(shí)際上只給出開(kāi)路輸入阻抗即可。
　　5） 相位移 在次級(jí)開(kāi)路的情況下，次級(jí)輸出電壓相對(duì)于初級(jí)勵(lì)磁電壓在時(shí)間上的相位差。相位差的大小，隨著旋轉(zhuǎn)變壓器的類(lèi)型、尺寸、結(jié)構(gòu)和勵(lì)磁頻率不同而變化。一般小尺寸、頻率低、極數(shù)多時(shí)相位移大，磁阻式旋變相位移最大，環(huán)形變壓器式的相位移次之。
　　6） 零位電壓 輸出電壓基波同相分量為零的點(diǎn)稱(chēng)為電氣零位，此時(shí)所具有的電壓稱(chēng)為零位電壓。
　　7） 基準(zhǔn)電氣零位 確定為角度位置參考點(diǎn)的電氣零位點(diǎn)稱(chēng)作基準(zhǔn)電氣零位。
⒋旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)變換
　　旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)輸出是兩相正交的模擬信號(hào)，它們的幅值隨著轉(zhuǎn)角做正余弦變化，頻率和勵(lì)磁頻率一致。這樣一個(gè)信號(hào)還不能直接應(yīng)用，這就需要角度數(shù)據(jù)變換電路，把這樣一個(gè)模擬量變換成明確的角度量，這就是RDC（Resolver Digital converter—旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字變換器）電路。在數(shù)字變換中有兩個(gè)明顯的特征：①為了消除由于勵(lì)磁電源幅值和頻率的變化，所引起的副邊輸出信號(hào)幅值和頻率的變化，從而造成角度誤差，信號(hào)的檢測(cè)采用正切法，即檢測(cè)兩相信號(hào)的比值： ，這就避免了幅值和頻率變化的影響;②采用適時(shí)跟蹤反饋原理測(cè)角，是一個(gè)快速的數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)，屬于無(wú)靜差系統(tǒng)。
　　目前采用的大多都是專(zhuān)用集成電路，例如美國(guó)AD公司的AD2S1200、AD2S1205 帶有參考振蕩器的12位數(shù)字R/D變換器以及AD2S1210 10到16位數(shù)字、帶有參考振蕩器的數(shù)字可變R/D變換器。圖7是旋轉(zhuǎn)變壓器和RDC的連接圖示意，位置信號(hào)和速度信號(hào)都是絕對(duì)值信號(hào)，它們的位數(shù)由RDC的類(lèi)型和實(shí)際需要決定（10位到16位）。有兩種形式的輸出，

圖7 旋轉(zhuǎn)變壓器和RDC的連接圖示意

　　串行或并行。上述的幾種RDC芯片，還可將輸出信號(hào)變換成編碼器形式的輸出，即正交的A、B和每轉(zhuǎn)一個(gè)的Z信號(hào)。勵(lì)磁電源同時(shí)接到旋轉(zhuǎn)變壓器和RDC，在RDC中作為相位的參考。
　　利用DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）技術(shù)和軟件技術(shù)，不用RDC芯片，直接用DSP作旋轉(zhuǎn)變壓器位置和速度變換，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。例如采用TI公司的DSP芯片TMS320F240就得到成功的應(yīng)用。用DSP實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器的解碼，具有這樣一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：①降低成本，取消了專(zhuān)用的RDC IC芯片;②采用數(shù)字濾波器，可以消除速度帶來(lái)的滯后效應(yīng)。用軟件實(shí)現(xiàn)帶寬的變換，以折中帶寬和分辨率的關(guān)系，并使帶寬作為速度的函數(shù);③抗環(huán)境噪聲的能力更強(qiáng)。
⒌ 幾種類(lèi)型旋轉(zhuǎn)變壓器的比較
　　由于結(jié)構(gòu)形式和原理的不同，在性能和抗惡劣環(huán)境條件能力上，各種類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)變壓器的特點(diǎn)不一樣。表1給出了情況比較。
　　表1 各種類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)變壓器性能、特點(diǎn)比較

　　表1指出，有刷旋轉(zhuǎn)變壓器可以得到最小的電氣誤差、最大的精度。但是由于在結(jié)構(gòu)上，存在著電的滑動(dòng)接觸，因此可靠性差;環(huán)形變壓器型的旋變，也可達(dá)到高的精度，工藝性、結(jié)構(gòu)情況、可靠性以及成本都比較好;磁阻式旋變的可靠性、工藝性、結(jié)構(gòu)性以及成本都是最好的，但精度比其它兩種低。出于可靠性的考慮，目前有刷的旋轉(zhuǎn)變壓器，基本上不被采用，而是采用無(wú)刷的旋轉(zhuǎn)變壓器。