Способ контроля качества колесной системы кварцевых электронно-механических часов и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G04D7/04 

(21)4110434/24-10

(22)19.06.86

(46) 07.09.88. Бют. № 33

(71)Специальное конструктор кое бюро часового и камневого станкостроения

(72)А.Ш. Волосов, Ю.В. Первухин, Ю.П. Литвин И О.Е. Боярская

(53)681.11(088.8)

(56). Авторское свидетельство СССР 544938, кл. G 04 D 7/04, 1975.

Патент Великобритании, кп. G 04 С 3/00, 1980.

(54)СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОЛЕСНОЙ СИСТЕМЫ КВАРЦЕВЫХ ЭЛЕКТРОННО- МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ:

(57)Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности контроля п/- тем компенсации влияния разброса параметров шагового двигателя на работу колесной системы часов. Блок 7 формирует импульс, длительность

; которого равна времени J между концом импульса питания шагового двигателя и максимумом наведенной ЭДС вра-. щения. Величина этого импульса измеряется и преобразуется в цифровую форму в блоке 8 измерения. Блок 9 анализирует значение и воздействует на цифроаналоговьЕй преобразователь 5, который дискретно изменяет амплитуду импульсов питания от минимального значения до величины, при котором среднее значение устанавливается на заданном уровне. Этим компенсируется разброс параметров шагового двигателя. Затем изменение амплитуды И1ипульсов питания на выходе цифроаналогового преобразователя 5 прекращается, и в течение всего времени измеряется величина интервала времени мезвду моментом окончания импульса питания и моментом появле- -ния в конце калщого шага максимума - .наведенной ЭДС вращения. Вычисляется соответствующая ей.величина изменения момента нагрузки колесной системы, которая сравнивается с установленным допуском. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

%

W

С

Изобретение относится к области измерительной и может найти применение в часовой промышленности контроле качества колесной системы электронно-механических часов .

Цель изобретения заключается в по вгышении достоверности контроля путем компенсации влияния разброса пара- Метров шагового двигателя на работу 1 олесной системы часов. I На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график 1 зменения ЭДС вращения на обмотке ша озого двигателя; на фиг. 3 - времен ая диаграмма последовательности им- йульсов питания.

Устройство содержит генератор 1 Эталонной частоты, формирователь 2 Импульсов.питания, коммутатор 3, ша- Ьовый двигатель 4, цифроаналоговый йреобразователь (ЦАП) 5, демпфирующий резистор 6, блрк 7 формирования, (блок 8 измерения интервала времени и вычислительный блок 9.

Выход генератора 1 эталонной ча- ;стоты соединен через формирователь 2 импульсов питания с управляющим входом коммутатора 3, первый информа ционный вход которого подключен к входу блок а 7 формирования и через дe шфиpyющий резистор 6 к общему проводу источника питания, а два выхода коммутатора 3 подключенык двум выводам шагового двигателя 4 с проверяемой колесной системой. Выход блока 7 форМ11рования соединен через последовательно вшпоченные блок 8 из мерения интервала времени, вычислительный блок 9 и ЦАП 5 с вторым ин- .формащюниым входом коммутатора 3.

Осуществление способа и работа устройст1за происходят следующим образом.

Способ основан на анализе .измене ния .кинетической j энергии колесной системы в области точки фиксащш ротора вследствие-измене шя .нагружающего момента системы от шага к шагу

При вращении ротора в обмотке шагового двигателя наводится ЭДС вра- щетшя, величина которой зависит как от магнитных свойств шагового, двигателя, так и от скорости вращения ротора

dft) dS 9f de dt

с

5

0 5

о

50

5

5

0

45

где W - потокосцепление;

0 - угловое положе1ше ротора; t - текущее время.

На фиг. 2 изображено семейство кривых, показывающих изменение ЭДС на обмотке шагового двигателя за время одного шага при различных нагружающих моментах. Кривая 1 соответствует наибольшему нагружающему моменту; кривая 2 - среднему Нагружающему моменту; кривая 3 - наименьшему нагружающему моменту, где t, - время действия импульса питания; tTj .- времена от конца импульса питания до максимума ЭДС вращения в конце шага при соответствующих нагружающих моментах; д - время, характеризующее изменение величины вследствие изменения нагружающего момента.

С изменением нагружающего момента (фиг. 2) колесной системы изменяется как величина максимума ЭДС вращения, так и момент появления этого максимума относительно конца импульса питания шагового, двигателя. При увеличении нагрузки максимум ЭДС вращения смещается вправо и уменьшается по амплитуде, а при уменьшении нагрузки максимум ЭДС вращения смещается влево и увеличивается по амплитуде.

Это объясняется тем, что р-абота сил по преодолению нагружающего момента будет равна уменьшению кинетической энергии. Изменение кинетической энергии колесной системы в конце каждого шага, обусловленное изменением-нагружающего момента, оп- ределенным образом характеризуется изменением величины Д ь . Изменение момента сопротивления ротора шагового двигателя с колесной системой может характеризоваться изменением средней скорости вращения ротора на каждом шаге.

Для каждого конкретного двигателя может быть установлена однозначная зависимость между изменением нагружающего момента и соответствующим изменением величины д с при определенном напряжении импульсов питания шагового двигателя. Вследствие разброса параметров шагового двигателя статический синхронизирующий момент имеет неодинаковое значение у разных экземпляров механизмов одного типа при одном и том же напряжении импульсов питания. Это приводит к из3IA

менению средней скорости вращения роторов на каждом шаге при одинаковом нагружающем моменте или, .что то же самое, к неоднозначной зависимости между величиной нагружающего момента и значением Г .

За счет изменения амплитуды напряжения импульсов питания шагового двигателя- уравнивают средние ско- рости вращения разных экземпляров механизмов. Благодаря этому компенсируется разброс их параметров относительно номинальных значений. Затем по изменению величины можно проконтролировать изменение нагружающего момента от шага к шагу.

Шаговьп двигатель 4 с проверяемой колесной системой подключается через кo {мyтaтop 3 к ЦАП 5, которьй выполняет роль регулируемого источ- иика питания.

Стабильная частота 32/68 Гц, поступающая с генератора 1 эталонной частоты, с помощью формирователя 2 импульсов питания формируется в управляющую последовательность импульсов, которая выбирается из условия, чтобы за время между импульсами питания шагового двигателя происходило полное затухание колебаний ротора около точки фиксации. Эта последовательность импульсов подается на управляющие входы коммутатора 3.

Коммутатор 3 переключается таким образом, что в течение времени, рав- кого длительности одного импульса питания, он подключает обмотку шагового двигателя 4 к ЦАП, а в течение времени, равного длительности четырех импульсов питания, он подключает обмотку шагового двигателя 4 к демпфирующему резистору R 6. Падение напряжения на резисторе 6 соответствуе характеру изменения ЭДС вращения.

Затем в течение времени, равного длительности импульса питания, обмотка шагового двигателя 4 подключается к ЦАП 5 так, чтобы ток протекал в направлении, противоположном предыдущему. И снова в течение длительно- сти четырех импульсов питаьшя обмотка шагового двигателя 4 подключается к резистору 6.

Таким образом формируются после- . довательности импульсов питаршя, поступ аю цнх на шагов ый двигатель, Хфиг. 3), где ty - время, в течение которого на обмотку шагового двига

5

0

5 ,,

g

0

5

теля подается напряжение пита1шя; tg - время, в течение которого осуществляется анализ ЭДС вращеш1я; и - напряжение импульсов питания шагового двигателя, устанавливаемое с учетом разброса его параметров.

Блок 7 формирования формирует импульс, длительность которого равна времени между концом импульса питания шагового двигателя и максимумом наведенной ЭДС враще1шя. Величина этого импульса измеряется и преобразуется в цифровую форму в блоке S измерения. Вычислительный блок 9 анализирует значение S и воздействует на ЦДЛ, которьй дискретно изменяет амплитуду импульсов питания от минимального значения до величины, при которой среднее значение установится на заданном уровне. Этим компенсируется разброс параметров шагового двигателя. Затем изменение амплитуды импульсов пита1Ш 7 на выходе ЦЛП 5 прекращается и в течение всего времени, необходимого для полной проверки колесной cиcтe fы, измеряется величина интервала времени д Г между моментом окончания импульса питания и моментом появления в конце каждого шага максимума наведенной ЭДС вращения. Вычисляется соответствующая ей величина изменения момента нагрузки колесной системы, которая затем может сравниваться с установленным допуском.

Формула изобретения

|1

Ь

.фиг. г