Способ контроля преобразователей угла поворота вала в код и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК H03M1/10 

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

Целью изобретения является расшире- ние 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 контро- лируемым преобразователем в идеальном случае, когда погрешность преобразования равна нулю, а на диаграмме 2,6 показано положение сигналов, выдаваемых реальным контролируемым преобразователем. Сигналы изображены только е зонах, расположенных друг от друга на расстояниях 360°/t. Здесь ty - номинальный угловой шаг сигналов, a Atyi - текущие значения погрешности фазы сигналов преобразова- теля, 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 предметного стола при помощи червяка 5, червячной передачи 6 и муфты 7 сцепления На верхней части шпинделя 2 установлен магнитный носитепь 8, выполненный в виде диска, на котором формируется образцовый преобря зователь. Между цилиндрической поверхностью шпинделя 2 и отверстием верхней плиты станины с помощью двух концентрич- но расположенных опор качения или аэростатических опор (на чертеже не показаны) установлена платформа, выполненная в виде Стакана 9 с фланцем. На фланце рас- положена одна магнитная записывающе- считывающая головка 10 и семь магнитных считывающих головок 11. Все восемь головок размещены по окружности нз оди- наковом расстоянии друг от друга. На предметном столе 3 установлен контролируемый преобразователь 12 угла поворота, неподвижная часть которого соединена при помощи удерживающего механизма 13 с кронштейном 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 магнитным головкам, а выход фазометра 15 подключен ко входу регистрирующего прибора 17. Погрешность преобразования ушла за период одного оборота вала может принимать как положительные, так и отрицательные значения, а сумма погрешностей за полный период равна нулю. Это означает, что фазовые 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 контролируемого преобразователя.

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 угловых расстояниях друг от друга

360е m

. 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, г, 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)

магнитного носителя 8, можно судить о погрешности поверяемого преобразователя, поскольку усредненная погрешность во много раз 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 фазовым 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 фазометра 15, а электрические выходы магнитных считывающих головок 11 - со входом блока 16, выход которого соединен со вторым входом фазометра 15. Двигатель 4 включается, вращая шпиндель 2 вместе с валом преобразователя 12 и магнитным носителем 8 Сигналы со считывающих головок 10. 11 по,пются в блок 16, а после усреднения - в фазометр 15. Одновременно на второй вход фазометра 15 поступают сигналы контролируемого преобразователя, 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 освобождается от удерживающего механизма, поворачивается относительно статора

преобразователя 12 на угол

360° m

, где m

число необходимых для записи диаграмм семейства.

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 ис 0 ходное положение.

Двигатель 4 включается и производится запись второй диаграммы семейства кривых.

Таким же образом осуществляется запись всех остальных диаграмм. 5

Формула изобретения

1,Способ контроля преобразователей угла поворота вала в код, основанный на формировании образцового и контролируе0 мого напряжений соответствующих преобразователей в моменты изменения их кодов, определении разностей фаз между этими напряжениями и их регистрации при синхронном вращении роторов контроли5 руемого и образцового преобразователей, совмещенных по одинаковому угловому положению их роторов, определении погрешности контролируемого преобразователя путем анализа полученных разностей фаз

0 при дискретных угловых положениях статора образцового преобразователя, отличающийся тем, что. с целью расширения области применения способа за счет обеспечения возможности контроля преобразо5 вателей с разными типами кодирования, в нем перед началом формирования образцового и контролируемых напряжений поворачивают ротор контролируемого преобразователя на угол, не менее 60°,

0 одновременно формируя магнитное поле, пропорциональное контролируемому напряжению, и осуществляя запись его на образцовый преобразователь, выполненный в виде дискового подвижного магнитного но5 сителя, жестко связанного с ротором контролируемого преобразователя, образцовое напряжение формируют одновременно считыванием нескольких напряжений образцового преобразователя в его равноотстоящих

0 угловых участках диска и последующим суммированием считанных напряжений.

2.Устройство контроля преобразователей угла поворота вала в код, содержащее шпиндель и соосный ему стакан, кинемати5 чески 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 прибора, отличающееся тем что, с целью расширения области применения устройства, в него введены блок суммирования электрических сигналов, записывающе- считывающая 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 записываю- ще-считывающей головки, а выходы всех магнитных головок соединены со входом блока суммирования электрических сигма- лов, выход которого соединен со вторым входом фазометра.

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, записывающе- считывающая 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. ф- лы, 2 ил. fe О ел о о 00

фиг1