一種組合式微機(jī)變阻器的電阻調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變阻器調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種組合式微機(jī)變阻器的電阻調(diào)節(jié) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 滑動(dòng)變阻器是電學(xué)中常用器件之一，它的工作原理是通過改變接入電路部分電阻 線的長(zhǎng)度來改變電阻的，從而逐漸改變電路中的電流大小?；瑒?dòng)變阻器的電阻絲一般是熔 點(diǎn)高，電阻大的鎳鉻合金，金屬桿一般是電阻小的金屬，所以電阻絲越長(zhǎng)，電阻越大，電阻絲 越短，電阻越小?；瑒?dòng)變阻器給各種實(shí)驗(yàn)室、調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)的工作帶來了極大地便利。
[0003] 目前使用的滑動(dòng)變阻器一般是單筒的或者雙筒的。一般而言，大量程的變阻器由 于其磁桶上的單圈阻值決定了變阻器的分辨率。即如果一個(gè)變阻器由500圈單圈為1歐姆 的電阻絲做成，那么該變阻器的分辨率一般就是1歐姆，總量程是500歐姆。如果需要0. 5、 1. 5、1. 8等非分辨率整數(shù)倍的阻值時(shí)，該變阻器則顯得無能為力。常見的變阻器的最大量程 越大，分辨能力就越小。同時(shí)，由于在實(shí)驗(yàn)室或者電氣調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)的走線等均為臨時(shí)裝置，常 見的滑動(dòng)式變阻器需要反復(fù)用手來調(diào)節(jié)，外露部分也比較多存在操作風(fēng)險(xiǎn)，這些問題都這 給變阻器的使用帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)大量程、高分辨率的變阻器的自動(dòng)控制和調(diào) 節(jié)變阻器的阻值。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種組合式微機(jī)變阻器的電阻調(diào)節(jié)方法， 所述方法包括以下步驟：
[0008] S1.確定大變阻器控制器、中變阻器控制器、精變阻器控制器的控制目標(biāo)值，分4 種情況，分別為：
[0009] (l)Rm< Rj的情況，大變阻器控制器9、中變阻器控制器、精變阻器控制器的控制 目標(biāo)值，分配結(jié)果為：粗滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmc為零、中滑動(dòng)變阻絲繞組的目 標(biāo)電阻數(shù)值Rmz為零、精滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmj為Rm的值，其中，Rm為設(shè)定 的變阻器阻值，Rj為精滑動(dòng)變阻絲繞組最大阻值；
[0010] ⑵Rj彡Rm < Rz+Rj/2的情況，大變阻器控制器、中變阻器控制器、精變阻器控制 器的控制目標(biāo)值，分配結(jié)果為：粗滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmc為零，中滑動(dòng)變阻絲 繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmz的計(jì)算按照式、精滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmj按照式（2) 進(jìn)行計(jì)算：
[0011] Rmz = Rm-Rj/2 (1)
[0012] Rmj = Rj/2 (2)
[0013] 其中，Rz為中滑動(dòng)變阻絲繞組最大阻值；；
[0014] (3) Rz+Rj/2 < Rm < Rc/2+Rz/2+Rj/2的情況，大變阻器控制器、中變阻器控制器、 精變阻器控制器的控制目標(biāo)值，計(jì)算過程分別按照式（3)、式（4)、式（5)進(jìn)行，
[0015] Rmc = Rm-Rz/2-Rj/2 (3)
[0016] Rmz = Rz/2 (4)
[0017] Rmj = Rj/2 (5)
[0018] 其中，Rc為粗滑動(dòng)變阻絲繞組最大阻值；
[0019] (4) Rc/2+Rz/2+Rj/2彡Rm < Rc+Rz+Rj的情況，大變阻器控制器、中變阻器控制器、 精變阻器控制器的控制目標(biāo)值，計(jì)算過程按照如下迭代過程進(jìn)行計(jì)算，
[0020] 第一輪對(duì)大變阻器控制器的目標(biāo)值進(jìn)行迭代求解：
[0021] 第一次判斷下式是否成立，
[0022]
[0023] 其中，a = 0，b = 0，c = 0;
[0024]如果式（6)成立，則氺
，a = 0,停止迭代；
[0025] 如果式（6)不成立，則將a=l，b= 0，c= 0代入到式（6)中，第二次判斷式（6) 是否成立，
[0026] 如果式（6)成立，則氺
=1,停止迭代；
[0027] 如果式（6)不成立，則將a= 2，b= 0，c= 0代入到式（6)中，第三次判斷式（6) 是否成立，
[0028] 如果式（6)成立，則氺
.=2,停止迭代；
[0029] 如果式（6)不成立，則將a = 3，b= 0，c= 0代入到式（6)中，一直如此迭代，直 到a = x時(shí)滿足式（6)所要求的條件，確定a的數(shù)值為X，停止迭代；確定粗滑動(dòng)變阻絲繞 組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmc如式（7)
[0030]
i7)
[0031] 如果一直迭代至a大于Rc/Rcj，式（6)仍然不能成立則取Rmc = Rc其中Rjc為粗 滑動(dòng)變阻絲繞組的阻值分辨率；
[0032] 第二輪對(duì)中變阻器控制器的目標(biāo)值進(jìn)行迭代求解：
[0033] 第一次判斷下式是否成立，
[0034]
[0035] 其中，b = 0，c = 0，
[0036] 如果式⑶成立，則將s b = 0,停止迭代；
[0037] 如果式⑶不成立，則將b = l，c = 0代入到式⑶中，第二次判斷式⑶是否成 立，
[0038] 如果式⑶成立，則將 b=1，停止迭代；
[0039] 如果式⑶不成立，則將b = Z，c = U代入到式⑶中，第三次判斷式⑶是否成 立，
[0040] 如果式⑶成立，則半
b=2,停止迭代；
[0041] 如果式⑶不成立，則將b = 3, c = 0代入到式（8)中，一直如此迭代，直到b = y時(shí)滿足式（8)所要求的條件，確定b的數(shù)值為y，確定中滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值 Rmz 為式（9)，
[0042]
( 9 )
[0043] 如果一直迭代至b大于Rc/Rcj，式（8)仍然不能成立則取Rmz = Rz，其中，Rjz為 中滑動(dòng)變阻絲繞組的阻值分辨率；
[0044] 第三輪對(duì)精變阻器控制器的目標(biāo)值用式（10)進(jìn)行直接求解，
[0045] Rmj = | Rm-Rmz-Rmc (10)
[0046] 確定精滑動(dòng)變阻絲繞組（60)的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmj ;
[0047] S2、將所述步驟S1得到的粗滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmc、中滑動(dòng)變阻絲 繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmz、精滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值Rmj，分別下發(fā)給大變阻器控 制器、中變阻器控制器、精變阻器控制器，作為這三個(gè)控制器的控制目標(biāo)值；
[0048] S3、調(diào)節(jié)大變阻器阻值；
[0049] 大變阻器控制器通過驅(qū)動(dòng)大步進(jìn)電機(jī)經(jīng)大聯(lián)軸器帶動(dòng)大傳動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，使得大傳 動(dòng)螺母、大傳動(dòng)桿、大滑動(dòng)座沿著大滑桿滑動(dòng)；同時(shí)，大變阻器控制器向大正極電流檢測(cè)線、 大負(fù)極電流檢測(cè)線施加一定的電壓Vcs，檢測(cè)流過大負(fù)極電流檢測(cè)線的電流Ics，計(jì)算出粗 滑動(dòng)變阻絲繞組的實(shí)際阻值Rcs，計(jì)算式為式（11)
[0050] Res = Vcs/Ics (11)
[0051] 其中，Ves為大變阻器控制器輸出的電壓，Ics為大變阻器控制器檢測(cè)到的粗滑動(dòng) 變阻絲繞組中的電流；
[0052] 調(diào)整大滑動(dòng)座的位置，直到Res的數(shù)值與Rmc的差值小于或等于Rjc;
[0053] S4、調(diào)節(jié)中變阻器阻值；
[0054] 中變阻器控制器通過驅(qū)動(dòng)中步進(jìn)電機(jī)經(jīng)中聯(lián)軸器帶動(dòng)中傳動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，使得中傳 動(dòng)螺母、中傳動(dòng)桿、中滑動(dòng)座沿著中滑桿滑動(dòng)；同時(shí)，中變阻器控制器向中正極電流檢測(cè)線、 中負(fù)極電流檢測(cè)線施加一定的電壓Vzs，檢測(cè)流過中負(fù)極電流檢測(cè)線的電流Izs，計(jì)算出中 滑動(dòng)變阻絲繞組的阻值Rzs，計(jì)算式為式（12)
[0055] Rzs = Vzs/Izs (12)
[0056] 其中，Vzs為中變阻器控制器輸出的電壓；Izs為中變阻器控制器檢測(cè)到的中滑動(dòng) 變阻絲繞組中的電流；Rzs為中變阻絲繞組的實(shí)際阻值；
[0057] 調(diào)整中滑動(dòng)座（38)的位置，直到滿足式（13)以及式（14)，
[0058] Rjj<|Rzs+Rcs-Rmz-Rmc(13)
[0059] Rjz ^ | Rmc-Rcs (14)
[0060] 其中，Rzs為中變阻絲繞組的實(shí)際阻值；Res粗滑動(dòng)變阻絲繞組的實(shí)際阻值；Rmz為 中滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值；Rmc為粗滑動(dòng)變阻絲繞組的目標(biāo)電阻數(shù)值；Rjj為精滑 動(dòng)變阻絲繞組的阻值分辨率；
[0061] S5、調(diào)節(jié)精變阻器阻值；
[0062] 精變阻器控制器通過驅(qū)動(dòng)精步進(jìn)電機(jī)經(jīng)精聯(lián)軸器帶動(dòng)