Способ определения погрешности импульсных датчиков угла и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01B7/30 

2. Устройство для определения погрешности импульсных датчиков угла содержащее электродвигатель, эталонный датчик угла, кинематически связанный с электродвигателем, блок управления, первый вход которого подключен к выходу эталонного датчика, первый выход - к электродвигателю, первый фазовый дискриминатор, первый вход которого соединен с входом устройства, подключаемым к испытуемому датчику угла, последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выход последнего соединен С вторым входом первого фазового диск риминатора, выход задающего генератора связан с вторым входом блока управления , платформу для размеще ния испытуемого датчика, отличающееся тем,что , с целью

повышения точности и упрощения измерений, оно снабжено вторым фазовым .дискриминатором, первый вход которого связан с выходом эталонного датчика угла, второй - с выходом задающего генератора, сумматором, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго фазовых дискриминаторов, вычислительным блоком, первый вход которого соединен с вторым выходо 1 блока управления, второй - с выходом сумматора, третий - с первым входом первого фазового дискриминатора, управляемой муфтой, кинематически связанной с платформой для размещения испытуемого датчика, и эталонным датчиком угла, а управляемый вход муфты соединен с третьим выходо блока управления.

1

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть.использовано при проверке и юстировке импульсных датчиков угла.

Известен способ определения погрешности импульсньпс датчиков угла, включаниций установку испытуемого И эталонного датчиков на одной оси вращения, совмещение первоначальных меток датчиков, совместный разворот датчиков на некоторый угол, измерение углового рассогласования между следующими по порядку метками датчиков Cl .

Недостатком данного способа является низкая точность измерений, при этом измерения погрешности можно осуществлять только для таких датчиков, ожидаемая погрешность которых значительно превосходит погрешность эталона.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ определения погрешности импульсных датчиков угла, заключающийся в том, что устанавливают испытуемый и эталонный датчики угла соосно на одной оси вращения, первоначально совмещают начальные метки испытуемого и эталонного датчиков, измеряют погрешность испытуемого датчика относительно эталонного при каждом последовательном развороте, на основании последовательных измерений вычисляют погрешность испытуемого датчика 2.

Недостатком известного способа является необходимость проведения большого количества замеров для оценки погрешности, кроме того, при реализации сиособа в процесс измерения вносятся погрешности, обусловленные .эксцентриситетом взаимно разворачиваемых лимбов.

Известно устройство для определения погрешности импульсных датчиков угла, содержащее электродвигатель, эталонный датчик , кинематически связанный с электродвигателем, блок управления, первый вход которого подключен к выходу эталонного датчик первый выход - к электродвигателю, первый фазовый дискриминатор, первый вход которого соединен с входом устройства, подключаемым к испытуемому датчику угла, последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выход последнего соединен с вторым входом первого фазового дис риминатора, выход задающего генератора связан с вторым входом блока уп равления, платформу для размещения испытуемого датчика Сз. Недостатком известного устройства является относительно низкая точ-ность измерений, обусловленная нерав номерностью вращения ротора испытуемого датчика угла. Цель изобретения - упрощение изме рений и повьшение точности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения погрешности импульсных датчиков угла, заключающемуся в том, что устанавливают испытуемьй и эталонный датчики угла соосно на одной оси вращения, первоначально совмещают начальные метки испытуемого и эталонного датчиков, измеряют погрешность испытуемого датчика относительно эталонного, последователь но разворачивают испытуемый датчик относительно эталонного на определен ный угол, измеряют погрешность испытуемого датчика относительно эталонного при каждом последовательном раз вороте, на основании последовательных измерений вычисляют погрешность испытуемого датчика, в-заимные развороты датчиков осуществляют на углы Л (рад). где 1 - номер взаимного разворота. Устройство для определения погреш ности импульсных датчиков угла, содержащее электродвигатель, эталонный датчик угла, кинематически связанньш с электродвигателем, блок управления первый вход которого подключен к выходу эталонного датчика, первый выход - к электродвигателю, первьй фазовый дискриминатор, первый вход которого соединен с входом устройства, подключаемым к испытуемому датчи ку угла, последовательно соединенные задающий генератор и делитель частот выход последнего соединен с вторым входом первого фазового дискриминатора, выход задающего генератора свя зан с вторым входом блока управления платформу для размещения испытуемого датчика, снабжено вторым сЬазовым дискриминатором, первый вход которого связан с выходом эталонного датчика угла, второй - с выходом задающего генератора, сумматором, первый и второй входы которого подключены .соответственно к выходам первого 1 4 и второго фазовых дискриминаторов, вычислительным блоком, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления, второр - с выходом сумматора, третий - с первым входом первого фазового дискриминатора, управляемой муфтой, кинематически связанной с платформой для размещения испытуемого датчика, и эталонным датчиком угла, а управляемый вход муфты соединен с третьим выхо- дом блока управления. На чертеже представлена блок-схё- . ма устройства. Устройство содержит электродвигатель 1, эталонный датчик 2 угла, ротор которого кинематически связан с ротором электродвигателя 1, платформу 3 для размещения испытуемого датчика угла, управляемую муфту 4, кинематически связывающую ротор эталонного датчика 2 угла и платформу 3, блок 5 управления, первый выход которого подключен к электродвигателю 1, третий - к управляющему входу управляемой муфты 4, первый вход к выходу эталонного датчика 2 угла, вычислительньй блок 6, сумматор 7, выход которого подключен к второму входу вычислительного блока 6, первый фазовый дискриминатор 8 и второй фазовый дискриминатор 9, выходы ко- торых подключены к первому и второму входам сумматора соответственно. первый вход первого фазового дискриминатора 8 является входом устройства и предназначен для подключения к выходу испытуемого датчика угла, первый вход второго фазового дискриминатора 9 подключен к выходу эталонного датчика 2 угла, делитель 10 частоты, выход которого подключен к второму входу первого фазового дискриминатора 8, задающий генератор 11, выход которого подключен к входу делителя- 10 частоты, к второму входу блока 5 управления и к второму входу второго фазового дискриминатора 9, второй выход блока 5 управления соединен с первым входом Bbfчислительного блока 6, третий вход вычислительного блока 6 подключен к первому входу первого фазового дискриминатора &. Согласно предлагаемому cnofco6y первоначально устанавливают испытуемый и эталонньй датчики угла на. одной оси, совмещая первоначальные метки датчиков. Измеряют погрешность испытуемого датчика относительно эталонного путем измерения углового отклонения ме ки испытуемого датчика относительно соответствующей эталонного дат чика после совместного поворота датчиков на некоторый угол dL . При этом для начального измерения погрешности датчика , где Ч (еС) - реальная погрешность исПытуемого датчика в функ ции угла поворота оС; - реальная погрешность эта лонного датчика в функци угла поворота ci. Угол cL отсчитывается от начальной метки эталонного датчика угла. После начального измерения проводят m дополнительных измерений. Каждое i-e из m дополнительных измерений производят после разворота испытуемого датчика относительно эталонного на угол . ;72.-{рал). Погрешность испытуемого датчика относительно эталонного для каждого i-ro измерения определяется как Ч .Ccl).,{otl. Если представить погрешность дат чика угла в виде суммы четных ( где п 0, 1, 2, ,.,, со) и нечетны (К 2п +1) гармоник, то после ка: дого i-ro измерения из погрешности испытуемого датчика можно вьщелить таким образом гармоники с номерами К (Zn+l). Вычисление i-й составляющей погрешности после i-ro измерения осуществляется по формулы Г- 1-1 ,,(,(а,. U4 м-1 /J Х.Й..(оС)и XUI - сумk i - kri 2 мы i-1-ых составляющих погрешности датчика, на;Чденные до i-ro измерени в функции угла разворота ci и в фун ции угла разворота cL, сдвинутого (рад) соответственно. на угол После проведения m дополнительных измерений суммарная реальная погрешность испытуемого датчика находится как W ZCiW). Число m дополнительных измерений выбирается из соотношения ,, где Nj - число импульсов испытуемого датчика, приходящихся на один оборот. Устройство, реализующее предлагае мый способ, работает следующим образом. Испытуемый датчик угла закрепляется на платформе 3, которая в исходном состоянии механически связана с ротором эталонного датчика 2 угла посредством управляемой муфты 4 по сигналу с выхода блока 5 уцравления« Выход испытуемого датчика угла подключается к входу устройства, С помощью сигнала, подаваемого с первого выхода блока 5 управления на управляющий вход электродвигателя. 1, ротор электродвн ателя 1 и механически связанные с ним ротор эталонного датчика 2 угла и платформа 3 сначала разгоняются, а затем их скорость вращения стабилизируется путем поддержания равенства сигналов задающего генератора 11 и эталонного датчика 2 угла с помощью сигнала блока 5 управления, подаваемого на управляющий вход электродвигателя 1. Коэффициент передачи делителя 10 частоты.выбирается из соотношения где N и Ny - число импульсов эталонного и испытуемого датчиков угла, приходящихся на один оборот соответственно. Таким образом, в режиме стабилизации скорости пра щения частота следования импульсов испытуемого датчика угла равна частоте с выхода делителя 10 частоты, а частота с выхода задающего генератора 11 равна частоте с выхода эталонного датчика 2 угла, что обеспечивает измерение фазовым дискриминатором 8 фагюяого сдвига