Способ контроля преобразователей угла поворота вала в код и устройство для его осуществления

 

изобретение относится к автоматике и может быть использовано при исследовании погрешности при проверке преобразователей угла поворота в код различных типов (фотоэлектрических, индуктосинных, емкостных и др.). Целью изобретения является расширение области применения способа за счет обеспечения возможности контроля преобразователей с разными типами кодирования . Способ основан на регистрации разности фаз выходных квазисинусоидальных сигналов образцового и контролируемого преобразователей при синхронном вращении их валов и анализе диаграмм этих разностей. Новым в способе является то, что перед началом работы поворачивают вал и выходные сигналы контролируемого преобразователя , записывают в виде последовательности сигналов в полярной системе координат, при контроле поворачивают вал, затем одновременно считывают их в зонах этой последовательности на угловом рас360° стоянии друг от друга, равном, где m целое число, суммируют сигналы (усредняют фазу) и сравнивают усредненные фазы последовательности с фазами сигналов контролируемого преобразователя и по разности фаз судят о погрешности контролируемого преобразователя. Устройство содержит основание, шпиндель, установленный в стакане с возможностью относительного поворота шпинделя относительно стакана привод вращения стакана и шпинделя с возможностью их независимого вращения , жесткого соединения между собой и с основанием при помощи муфты сцепления , магнитный диск, установленный на шпинделе, контролируемый преобразователь , скрепленный со шпинделем, восемь магнитных головок, установленных на фланце стакана на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности, блок суммирования электрических сигналов, фазометр и регистрирующий прибор. Одна из магнитных головок записывающе-считывающая, а остальные - считывающие, записывающесчитывающая головка непосредственно подключена к выходу контролируемого преобразователя, считывающие головки подключены ко входам блока суммирования электрических сигналов, выход которого подключен к одному из входов фазометра, а второй вход этого блока подключен к выходу контролируемого преобразователя , выход фазометра подключен к входу регистрирующего прибора. 2 с.п. флы, 2 ил. fe О ел о о 00

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И5 Н 03 M 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 о

СО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4381554/24 (22) li9.02.88 (46) 15.06,91, Бюл, М 22 (71) Киевский филиал Всесоюзного института повышения квалификации руководящих и инженерно-технических работников в области стандартизации, качества продукции и метрологии (72) Б.Н,Иванов (53) 681.325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 525151, кл. Н 03 М 1/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 694884, кл. Н 03 М 1/10, 1978 — прототип, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при исследовании погрешности при проверке преобразователей угла поворота в код различных типов (фотоэлектрических, индуктосинных, емкостных и др.). Целью изобретения является расширение области применения способа за счет обеспечения возможности контроля преобразователей с разными типами кодирования, Способ основан на регистрации разности фаз выходных кваэисинусоидальных сигналов образцового и контролируемого преобразователей при синхронном вращении их валов и анализе диаграмм этих разностей. Новым в способе является то, что перед началом работы поворачивают вал и выходные сигналы контролируемого преобразователя, записывают в виде последовательности сигналов в полярной системе координат, при контроле поворачивают вал, затем одновременно считывают их в зонах

„„Я „„1656681 А l этой последовательности на угловом рас360 стоянии друг от друга. равном — — —, где m—

m целое число, суммируют сигналы (усредняют фазу) и сравнивают усредненные фазы последовательности с фазами сигналов контролируемого преобразователя и по разности фаз судят о погрешности конт ролируемого преобразователя. Устройство содержит основание, шпиндель, установленный в стакане с возможностью относительного поворота шпинделя относительно стакана, привод вращения стакана и шпинделя с возможностью их независимого вращения, жесткого соединения между собой и с основанием при помощи муфты сцепления, магнитный диск, установленный на шпинделе, контролируемый п реобраэователь, скрепленный со шпинделем, восемь магнитных головок, установленных на фланце стакана на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности, блок суммирования электрических сигналов, фазометр и регистрирующий прибор, Одна иэ магнитных головок записывающе-считывающая, а остальные — считывающие, эаписывающесчитывающая головка непосредственно подключена к выходу контролируемого преобразователя, считывающие головки подключены ко входам блока суммирования электрических сигналов, выход которого подключен к одному из входов фаэометра. а второй вход этого блока подключен к выходу контролируемого преобразователя, выход фазометра подключен к входу регистрирующего прибора. 2 с.п. флы, 2 ил.

16 6681

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при исследовании и контроле преобразователей угла поворота вала в код.

Целью изобретения является расширение области применения способа за счет обеспечения возможности контроля преобразователей с разными типами кодирования.

На фиг,1 приведен вариант конструкции устройства для осуществления способа; на фиг.2 приведены диаграммы, поясняющие сущность способа. Диаграммы показаны условно в декартовой системе координат, На диаграмме 2,а изображен график изменения напряжения, подаваемого контролируемым преобразователем в идеальном случае, когда погрешность преобразования равна нулю, а на диаграмме 2,б показано положение сигналов, выдаваемых реальным контролируемым преобразователем.

Сигналы изображены только в зонах, расположенных друг от друга на расстояниях

360 /ty. Здесь ty — номинальный угловой шаг сигналов, а Лту — текущие значения погрешности фазы сигналов преобразователя, которая изменяется по периодическому закону.

Устройство содержит основание 1 с установленным в нем шпинделем 2. На верхнем торце шпинделя 2 укреплен предметный стол

3. Шпиндель 2 кинематически связан с двигателем 4 привода вращения предметно о стола при помощи червяка 5, червячной передачи 6 и муфты 7 сцепления. На верхней части шпинделя 2 установлен магнитный носитель 8, выполненный в виде диска, на котором формируется образцовый преобра зователь. Между цилиндрической поверхностью шпинделя 2 и отверстием верх и плиты станины с помощью двух концентрично расположенных опор качения или аэростатических опор (на чертеже не показаны) установлена платформа, выполненная в виде Стакана 9 с фланцем. На фланце расположена одна магнитная записывающесчитывающая головка 10 и семь магнитных считывающих головок 11. Все восемь головок размещены по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга. На предметном столе 3 установлен контролируемый преобразователь 12 угла поворота, неподвижная часть которого соединена при помощи удерживающего механизма 13 с кронштеином 14. прикрепленным к основанию 1.

Электрический вход преобразователя

12 соединен со входом фазометра 15, второй вход которого электрически связан с выходом блока 16 суммирования электрических сигналов. Вход блока 16 подключен одновременно ко всем считывающим маг5

50 нитным головкам, а выход фазометра 15 подключен ко входу регистрирующего прибора 17. Погрешность преобразования ушла за период одного оборота вала может принимать как положительные, ак и отрицагельные значения, а сумма погрешностей за полный период равна нулю. Это означает, что фаэовые сдвиги сигналов контролируемого преобразователя могут быть как положительными, так и отрицательными относительно некоторого среднего положения сигналов, фазу которых мы принимаем за нулевую.

На фиг.2,а показано положение сигналов с нулевым сдвигом фаз, которое отражает преобразование угла при отсутствии погрешности преобразователя, а на фиг.2,б показаны положения сигналов на выходе кон трол ируемо го п реобра зователя.

Сигналы контролируемого преобразователя записанные на магнитный носитель 8, выполненный в виде диска, расположенный, например, на одном валу с преобразователем, представляют собой последовательность магнитных меток практически с теми же фазами, что и у сигналов контролируемого преобразователя.

Сумма фаз сигналов, отражающих погрешность преобразователя, снятых на уг360 ловых расстояниях друг от друга —, где

m — целое число, близкое к фазе сигнала с нулевой фазовой погрешностью, т,е. близка к фазе сигналов преобразователя, не имеющего фазовой погрешности, Таким образом, при считывании меток с магнитного носителя 8, например, одновременно m-головками, можем получить сигналы, сдвинутые по фазе относительно фазы некоторого сигнала с нулевой фазой, как это показано на фиг.2 в, r, д, е; m = 4.

Суммируя эти сигналы, например, с помощью блока 16, можно получить сигналы, фазы которых будут приближаться к нулю, так как при равенстве амплитуд этих сигналов фаза суммарного сигнала теоретически равна среднему арифметическому начальных фаз сигналов, см. фиг.2в, д, е.

Итак, при синхронном вращении вала преобразователя в процессе записи сигнала на магнитный носитель 8, последующем считывании и суммировании сигналов, полученных с магнитного носителя 8, получаем, как это показано на фиг.2,ж, сигналы с усредненной фазовой погрешностью.

Сравнивая фазу сигналов на фиг.2,б контролируемого преобразователя с фазой усредненных сигналов (см. фиг. 2,ж) 1656681 магнитного носителя 8, можно судить о погрешности поверяемого преобразователя, поскольку усредненная погрешность во много раэ меньше погрешности контролируемого преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

После установки на предметный стол 3 преобразователя 12 и фиксации его статора удерживающим механизмом 13 выход преобразователя соединяется со входом записывающей головки 10.

Шпиндель 2 при помощи муфты 7 сцепления соединяется с червячной передачей

6, а стакан 9 фиксируется неподвижно относительно основания 1 удерживающим механизмом (на чертеже не показан).

После этого при помощи двигателя 4 шпиндель 2 приводится во вращение и на магнитный носитель 8 записываются магнитные метки с фазами, практически равными фаэовым сдвигам сигналов преобразователя

12, обусловленным его погрешностью (погрешностью преобразования угла). Запись продолжается при повороте шпинделя 2 по меньшей мере на 360, после чего двигатель

4 выключается, а записывающая головка 10 отключается от преобразователя 12, Затем при тех же связях шпинделя 2 с электродвигателем 4, стакана 9 с основанием 1, преобразователя 12 с кронштейном 14 электрический вход преобразователя 12 соединяется со входом фаэометра 15, а электрические выходы магнитных считывающих головок 11 — со входом блока 16, выход которого соединен со вторым входом фаэометра 15. Двигатель 4 включается, вращая шпиндель 2 вместе с валом преобразователя 12 и магнитным носителем 8. Сигналы со считывающих головок 10, 11 пор ются в блок 16, а после усреднения — в фаэометр

15. Одновременно на второй вход фаэометра 15 поступают сигналы контролируемого преобраэова-еля, которые сравниваются по фазе, и результат сравнения регистрируется прибором 17.

Таким образом можно получить первую диаграмму семейства кривых, необходимых для анализа результатов измерения погрешности преобразователя 12. После записи диаграммы двигатель 4 выключается.

Для записи следующей диаграммы семейства стакан 9 вместе с головками 10, 11 освобож„ается от удерживающего механизма, поворачивается относительно статора

360 преобразователя 12 на угол, где m—

m число необходимых для записи диаграмм семейства.

1О

Поворот стакана 9 осуществляется с помощью двигателя привода вращения шпинделя, для чего муфта 7 сцепления разрывает связь шпинделя 2 с червячной передачей 6 и сцепляет его со стаканом 9.

После поворота на заданный угол стакан 9 снова фиксируется удерживающим механизмом. а муфта 7 переключается в исходное положение.

Двигатель 4 включается и производится запись второй диаграммы семейства кривых.

Таким же образом осуществляется запись всех остальных диаграмм.

Формула изобретения

1. Способ контроля преобразователей угла поворота вала в код, основанный нв формировании образцового и контролируемого напряжений соответствующих преобразователей в моменты изменения их кодов, определении разностей фаэ между этими напряжениями и их регистрации при синхронном вращении роторов контролируемого и образцового преобразователей, совмещенных по одинаковому угловому положению их роторов. определении погрешности контролируемого преобразователя путем анализа полученных разностей фаз при дискретных угловых положениях статора образцового преобразователя, о т л и ч аю шийся тем, что. с целью расширения области применения способа эа счет обеспечения воэможности контроля преобразователей с разными типами кодирования, в нем перед началом формирования образцового и контролируемых напряжений поворачивают ротор контролируемого преобразователя на угол, не менее "60, одновременно формируя магнитное поле, пропорциональное контролируемому напряжению, и осуществляя запись его на образцовый преобразователь, выполненный в виде дискового подвижного магнитного носителя, жестко связанного с ротором контролируемого преобразователя, образцовое напряжение формируют одновременно считыванием нескольких напряжений образцового преобразователя в его равноотстоящих угловых участках диска и последующим суммированием считанных напряжений.

2. Устройство контроля преобразователей угла поворота вала в код, содержащее шпиндель и соосный ему стакан, кинематически связанные через подшипники между собой и с основанием предметный стол, жестко связанный со шпинделем и кинематическим входом устройства, фазометр, первый вход которого соединен с первым электрическим входом устройства, а выход фазометра соединен со входом регистрирующего при1656681

%vl. Z

Составитель Д.Фатеев

Редактор В,Фельдман Техред M.Уоргентал Корректор T.Ïàëèé

Заказ 2313 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент . г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 бора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены блок суммирования электрических сигналов, эаписывающесчитывающая и считывающие магнитные головки и магнитный носитель, выполненный в виде диска и жестко связанный со шпинделем, магнитные головки расположены напротив магнитного носителя и,укреплены на стакане, второй электрический вход устройства соединен со входом записывающе-считывающей головки, а выходы всех

5 магнитных головок соединены со входом блока суммирования электрических сигналов. выход которого соединен со вторым входом фаэометра.