Способ измерения погрешности двухфазного синусно- косинусного датчика перемещения

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Устанавливают ротор синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) на первый из N углов, которые распределены по окружности. Ротор устанавливают по показаниям преобразователя фаза - код, который подключен к синусной выходной обмотке. Определяют погрешность преобразования угла, который эквивалентен 90 электрическим градусам, СКВТ в данной точке. Погрешность определяют путем сравнения кода, который получен с преобразователя фаза-код, с кодом, который должен быть получен при отсутствии погрешностей преобразователя. Устанавливают ротор СКВТ на новый из N углов и операцию определения погрешности преобразования угла СКВТ в данной точке повторяют. Далее проводят спектральный анализ погрешностей. Технический результат состоит в повышении точности измерения погрешности преобразователя двухфазного синусно-косинусного датчика перемещения с квадратурными выходами и в возможности применения способа в условиях эксплуатации.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известен способ измерения погрешности преобразователя угол-код, основанный на задании угла поворота ротора СКДУ, преобразовании заданного угла поворота в код и определении погрешности преобразователя путем сравнения заданного угла поворота с полученным (А.А. Ахметжанов, А.В. Кочемасов. Следящие системы и регуляторы, М.: Энергоатомиздат, 1986, стр. 267).

Недостатком данного способа является невозможность его применения в условиях эксплуатации, обусловленная наличием точного угломерного устройства - оптической делительной головки или гониометра.

Известен способ измерения фазовых погрешностей, в котором с помощью фазовой константы задают фазовый сдвиг, поворотом ротора компенсируют фазовый сдвиг, разность между углом, заданным фазовой константой, и углом поворота ротора для компенсации фазовый сдвига, определяет фазовую погрешность (Батоврин А.А. Электромашинные фазовращатели. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1986).

Недостатком данного способа является необходимость в стабильной фазовой константе, невозможность его применения в условиях эксплуатации, обусловленная наличием точного угломерного устройства - оптической делительной головки или гониометра.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ измерения погрешности преобразователя угол-код, в котором задают пространственный угол, эквивалентный 90 электрическим градусам, преобразуют заданный угол в код и определяют погрешность преобразователя путем сравнения заданного угла с полученным кодом (а. с. СССР 279436, МКИ G 08 С 9/04).

Недостатком данного способа является отсутствие информации о погрешности, обусловленной механической частью преобразователя (эксцентриситета ротора и статора, эллиптичность ротора и статора и т.д.).

Целью изобретения является повышение точности измерения погрешности преобразователя двухфазного синусно-косинусного датчика перемещения с квадратурными выходами (СКДП) за счет измерения составляющей погрешности, обусловленной не идеальностью выполнения механической части преобразователя, обеспечение возможности применения способа в условиях эксплуатации.

Предложен способ измерения погрешности преобразования двухфазного синусно-косинусного датчика перемещения с квадратурными выходами, который состоит в том, что задают пространственное перемещение, эквивалентное 90 электрическим градусам, преобразуют заданное перемещение в код и определяют погрешность преобразователя путем сравнения заданного перемещения с полученным кодом, отличающийся тем, что по коду преобразователя перемещение-код задают N точек, разбивающих интервал между минимальным и максимальным значениями перемещения, измеряемыми в условиях эксплуатации на соизмеримые интервалы, в каждой из N точек задают пространственное перемещение, эквивалентное 90 электрическим градусам, преобразуют заданное перемещение в код, определяют погрешность преобразования пространственного перемещения, эквивалентного 90 электрическим градусам, в данной точке, равную разности между кодом преобразователя перемещение-код после задания пространственного перемещения, эквивалентного 90 электрическим градусам, и кодом преобразователя перемещение-код, который должен быть получен при отсутствии погрешности преобразователя перемещение-код, по результатам сравнения (спектрального анализа и других методов) полученных погрешностей преобразования пространственного перемещения, эквивалентного 90 электрическим градусам, в N точках определяют погрешность преобразователя перемещение-код в интервале между минимальным и максимальным значениями перемещения.

Пространственное перемещение, эквивалентное 90 электрическим градусам, может задаваться, например, выходными информационными элементами СКДУ (обмотки СКВТ, фотоприемники фотоэлектрического преобразователя).

Предлагаемый способ позволяет измерить погрешности, обусловленные не идеальностью выполнения механической части преобразователя (эксцентриситета ротора и статора, эллиптичность ротора и статора и т.д.), определить погрешность преобразователя перемещение-код в процессе эксплуатации и в процессе работы, пользуясь измеренными преобразователем перемещение-код значениями перемещения, постоянно уточнять значения погрешности.

Предложенный способ на примере работы двухфазного синусно-косинусного вращающегося трансформатора с квадратурными выходами СКВТ в режиме вращающегося поля осуществляется следующим образом. Ротор СКВТ устанавливают по показаниям преобразователя фаза-код, подключенного к синусной выходной обмотке, на первый из N углов, равномерно распределенных по окружности. Определяют погрешность преобразования угла, эквивалентного 90 электрическим градусам, СКВТ в данной точке, путем сравнения кода полученного преобразователя фаза-код, подключенного к косинусной выходной обмотке с кодом, который должен быть получен при отсутствии погрешностей преобразователя угол-код. Далее устанавливают ротор СКВТ на новый угол из N углов и операцию определения погрешности преобразования угла СКВТ в данной точке повторяют. После определения погрешности преобразования угла СКВТ в N точках проводят спектральный анализ погрешностей и получают значения амплитуд и фаз гармоник погрешности преобразователя перемещение-код. По вычисленным амплитудным и фазовым значениям гармоник можно синтезировать погрешность измерения любого угла поворота ротора.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерить погрешности, обусловленные не идеальностью выполнения механической части СКВТ (эксцентриситета ротора и статора, эллиптичность ротора и статора и т.д.), определить погрешность преобразователя перемещение-код в процессе эксплуатации и в процессе работы, пользуясь значениями углов, измеренными преобразователем фаза-код, постоянно уточнять значения погрешности.

Формула изобретения

Способ измерения погрешности двухфазного синусно-косинусного датчика перемещения с квадратурными выходами, заключающийся в том, что по показаниям преобразователя фаза-код, подключенного к синусной выходной обмотке, устанавливают ротор синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) на первый из N углов, распределенных по окружности, определяют погрешность преобразования угла, эквивалентного 90 электрическим градусам, СКВТ в данной точке путем сравнения кода, полученного с преобразователя фаза-код, подключенного к косинусной выходной обмотке, с кодом, полученным при отсутствии погрешностей преобразователя фаза-код, далее устанавливают ротор СКВТ на новый угол из N углов и операцию определения погрешности преобразования угла СКВТ в данной точке повторяют, проводят спектральный анализ погрешностей.