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

(5 И 5 Н 03 М 1/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(71) Киевский филиал Всесоюзного института повышения квалификации руководящих и инженерно-технических работников в области стандартизации, качества продукции и метрологии(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 е зонах, Ы 1656681 А 1 этой последовательности на угловом рас 3600 стоянии друг от друга. равном --- , где п 1 - 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.Изобретение относится к автоматике иможет быть использовано при исследовании и контроле преобразователей угла поворота вала в код,Целью изобретения является расширение области применения способа за счетобеспечения возможности контроля преобразователей с разными типами кодирования,На фиг,1 приведен вариант конструкцииустройства для осуществления способа; нафиг.2 приведены диаграммы, поясняющиесущность способа. Диаграммы показаны условно в декартовой системе координат,На диаграмме 2,а изображен график изменения напряжения, подаваемого контролируемым преобразователем в идеальномслучае, когда погрешность преобразованияравна нулю, а на диаграмме 2,б показаноположение сигналов, выдаваемых реальным контролируемым преобразователем.Сигналы изображены только в зонах, расположенных друг от друга на расстояниях360/т, Здесь ту - номинальный угловойшаг сигналов, а Лту - текущие значенияпогрешности фазы сигналов преобразователя, которая изменяется по периодическому закону,Устройство содержит основание 1 с установленным в нем шпинделем 2 На верхнемторце шпинделя 2 укреплен предметный стол3. Шпиндель 2 кинематически связан с двигателем 4 привода вращения предметноостола при помощи червяка 5, червячной передачи 6 и муфты 7 сцепления На верхнейчасти шпинделя 2 установлен магнитныйноситель 8, выполненный в виде диска, накотором формируется образцовый преобрэзователь. Между цилиндрической поверхностью шпинделя 2 и отверстием верх ейплиты станины с помощью двух концентрично расположенных опор качения или аэростатических опор (на чертеже не показаны)установлена платформа, выполненная ввиде Стакана 9 с фланцем. На фланце расположена одна магнитная записывающесчитывающая головка 10 и семь магнитныхсчитывающих головок 11. Все восемь головок размещены по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга. Напредметном 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 преобразователя12 соединен со входом фазометра 15, второй вход которого электрически связан свыходом блока 16 суммирования электрических сигналов. Вход блока 16 подключенодновременно ко всем считывающим мэг нитным 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 отрицэгельные значения, а сумма погрешностей за полный период равна нулю, Это означает, что фээовые сдвиги сигналов контролируемого преобразователя могут быть как положительными, тэк и отрицательными относительно некоторого среднего положения сигналов, фазу которых мы принимаем за нулевую.На фиг,2,э показано положение сигналов с нулевым сдвиг ом 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, нэ 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 уг 360 ловых расстояниях друг от друга - , где п 1 - 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 гп-головками, можем получить сигналы, сдвинутые по фазе относительно фазы некоторого сигнала с нулевой фазой, как это показано на фиг.2 в, г, д, е; п 1 = 4,Суммируя эти сигналы, например, с помощью блока 16, можно получить сигналы, фазы которых будут приближаться к нулю, так кэк при равенстве амплитуд этих сигналов фаза суммарного сигнала теоретически равна среднему арифметическому начальных фаз сигналов, см. фиг.2 в, д, е. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 вомного раэ меньше погрешности контролируемого преобразователя,Устройство работает следующим образом.После установки на предметный стол 3преобразователя 12 и фиксации его статораудерживающим механизмом 13 выход преобразователя соединяется со входом записывающей головки 10,Шпиндель 2 при помощи муфты 7 сцепления соединяется с червячной передачейб, а стакан 9 фиксируется неподвижно относительно основания 1 удерживающим механизмом (на чертеже не показан),После этого при помощи двигателя 4шпиндель 2 приводится во вращение и намагнитный носитель 8 записываются магнитные метки с фазами, практически равнымифаэовым сдвигам сигналов преобразователя12, обусловленным его погрешностью погрешностью преобразования угла). Записьпродолжается при повороте шпинделя 2 поменьшей мере на 360, после чего двигатель4 выключается, а записывающая головка 10отключается от преобразователя 12,Затем при тех же связях шпинделя 2 сэлектродвигателем 4, стакана 9 с основанием 1, преобразователя 12 с кронштейном 14электрический вход преобразователя 12 соединяется со входом фаэометра 15, а электрические выходы магнитных считывающихголовок 11 - со входом блока 16, выходкоторого соединен со вторым входом фаэометра 15. Двигатель 4 включается, вращаяшпиндель 2 вместе с валом преобразователя 12 и магнитным носителем 8, Сигналысо считывающих головок 10, 11 порются вблок 16, а после усреднения - в фаэометр15. Одновременно на второй вход фаэометра 15 поступают сигналы контролируемогопреобраэова-еля, которые сравниваются пофазе, и результат сравнения регистрируется прибором 17.Таким образом можно получить первуюдиаграмму семейства кривых, необходимых для анализа результатов измеренияпогрешности преобразователя 12, После записи диаграммы двигатель 4 выключается.Для записи следующей диаграммы семейства стакан 9 вместе с головками 10, 11освобожается от удерживающего механизма, поворачивается относительно статора360преобразователя 12 на угол, где гп -гпчисло необходимых для записи диаграммсемейства. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 щ и й с я 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 360, 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 при1656661 10 оставитель Д.фатеевехред Ы Ыоргентал Корректор Т.Палий едактор В,фел ж 469омитета пооскна Женно-издательский комбинат "Патент г Ужго л.Гагарина, 1 Прои 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 Заказ 2313 Тир ВНИИПИ Государственноо 113035, 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 входомблока суммирования электрических сигналов. выход которого соединен со вторым входом фаэометра. Подписное обретениям и открытиям при ГКНТРаушская наб., 4/5