Способ поверки преобразователей угла поворота вала в код

питен нс та ипйт, ". ,И есая и и АЯф Союз Советски Социалистических Республик(22) Заявлено 221278 (21) 2700762/18-24с присоединением заявки Нов(51)М, Кл, 6 08 С 25/00 государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОВЕРКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОДИзобретение относится к автоматике гося гирометра в течение поворота наи контрольно-измерительной технике и "измеряемый угол,может быть использовано для первичной СУШествует область скоростей враи периодической поверки высокоточных шения, определяемая параметрами конпреобразователей угла в код. 5. кретного гирометра, где зависимостьИзвестны способы поверки преобраэо числа периодов И от угла поворота 8вателей угла в код, состоящие в изме- линейнаренин с заданной погрешностью поворотов вала относительно корпуса преоб- Я кО С 05( (1)разователя, соответствуюших каждому 10из последовательных кодовых сигналов где к - масштабный коэффициент гирона его выходе. Для этого в современ- метра,ном приборостроении используются го- осью чувствительности гирониометры обшего применения 11 . метра.недостатками поверки с помошью годостоинствами способа измерения угловниометров являются большая трудоем- посредством лазерного гирометра являкость операций, зависимость качества ются высокая разрешающая способнос.ьповерки от квалификации измерителя и и точность (погрешность порядка сотыхнеизбежность личных ошибок, требова- долей угловой секунды при использование обеспечить с высокой точностью 20 нии прецизионных гирометров), автомасоосность вращения вала преобразова- тический съем измерительной информа.теля и алидады гониометра, ограничен- ции посредством электронных счетчиковная разрешающая способность и точ- импульсов, независимость погрешностиность гониометров, использукоих раз- измерений от стабильности врашеиня иделенный круг в качестве рабочей ме- с 5 диапазона линейности зависимости й(9),отсутствие требований к центровкеИзвестен способ измерения углов по- гирометра относительно оси вращесредством лазерных гирометров, заклю- ния )2.чающийся в суммировании периодов вы- Однако при малых скоростях вращеходного сигнала непрерывно вращанще ниявозйикает синхронизация (захват)781875частот двух волы лазерного излучения,распространяющихся встречноя, разователя, отличной по модулю ноВ метру кольцевого резонатора гирометра. Вр . области синхронизации частота гиромет- вращения его ввала, суммируют количвпе иопериодов Обоиот ство йи й жащий инормацию об угле пово отсодер- лов за о инад ковые интервалы времени р метра, отсутствует и появлоорота ги- с момента пояется преоб аэооявления начального ко лишь при увеличении скоро . Тдасти. аким дующихр вателя до каждого из п осле- образом, это явление опред еляет ниж- чение полнохмоментов смены кодов вте нюю границу допустимых угл ОВЫХ СКО- эователя отполного оборота вала преобр аростей. Верхний предел ско рости вра- однов емеотносительно его корпусаР щения вала отоэлектрич еского,преобО Р менно су руют количеспериодов йтво разователя "угол-код" относ ти ельно за ка ыйдов е, и й 4 обоих сигналов корпуса устанавливается ря ростом погреш- п сакор:ности съема информации.жд полный оборот ваЛа и коу преобразователя в течение времеНаиболевни поверкии. ни по р , а угловое положение вала нием к п е лаи Олев близким техническим реше- а, соответствующеее каждой смене коР д агаемому изобретению яв дов преобразователя, определяют ляется способ измерения углов, в ко- формулеирвдеЛЮ Иос частотой, пропорциональной скоростию(угл.с) = 1,29610 в- 2 (2)вращения преобразователя относительноЭ 11 4 медленно вращающегося объекта (опоры) 20 Для уменьшения погУгрешности поверПериоды выхоР а которого нужно измерить ки можно исиольэовать известный привателя сд ыходного сигнала преобразо- ем Усреднения Результатов несколькихрота нау ируют в течение его пово измерений для однного и того же мо- Р измеряемые углы и в течение, ментасмены кодовполного оборота. Результат измерения 256ие иор д ляют из соотношения количест ваМ (Угл,с.) = 1 296 1риодов выходного сигнала преобраэо - О - г (3)вателя п иугол к количр повороте его на измеряемый формирование периоодических сигначеству периодов при пово- лов осуществляется с роте на полныйс помощью гирометперио иче коборот. Формирование ров. Такой способ повер30е ки преобразопропо ионд с их сигналов с частотой13 вателей угла в кодд позволяет осущестР иональн й Оро ти вр ения вить независимы преобразоватевыбор угловых скорор ателя, Осуществляют с помо- стей как самих гирометщью гирометров 3ометров, так и вращения вала преобразователя относиНе Осттельно корпуса. Выбор меньшей Я,и изется в том чтедостаток такого способа заключча -гирометров оиредечто любое изменение угловой скорости вдля выхода на ли(гиромет а) оРащения преобразователя нейный участок зависимо й(д)р ) тносительно объекта, налением от зоны синхронине ости ( ) уда-котором он станхрониэации частот. к увеличениюу овлен (опоры), ведет Условие выбоРа больш й Я ььше , иэ угЭто увеличениеу , нию погрешности измерений. 40 ловых скоРостей гигирометров состоит вние погрешности являетсятом, чтобы разность (й -Я )следствием того тв) не пререния оп е елч о результат.изме- ышала допустимого предел Яелауглоем гиромет аР д яетсяне полным вращени вой скоРости относиттельно вращенияР , а лишь одной из его со- .вала и корпуса преобраэовставляющих - в а еаэователя.РаЩением опоры, на ко В данном способе измерений бторой Он установлен.ющая (вращениеДругая составлявр енимерений быстроеащ ие каждого иэ гирометрои ров являопоры) является( ащ е гирометра относительно ется основным движением, эа счет кообходимой ляся вспомогательной и не тОРОГО прОисхОдит иэмерерительное преСуммарного. в а ед того/ чтобы скорость Образование угла. Медленнов относиграницу доп стиРаЩения превышала нижнюю тельно коРпУса вращение50е вала преобгиромет а гд у тимых для исиОльэуемогО5 ся как разностьобразом возр угловых скоростей. Таким этих ДвУх вРаЩений Вни . следствие это-.произвольно меможность измерений при го становится воэможным одновремендостигается замедленном вращении опоры но устранить требования к стабильноОСно ныха счет утраты одного из сти вРаЩениЯ гиРометродостоинств способа измере чить независимоств, т. е. полуний углов пос ес ь погрешности иэмеметров - неэавиРедством лазерных гиро- рений от изменений углогловой скорости,.висимости погрешности от и полУчить проИзвольно меСтабильнбсти вращения.щение валаьно медленное враЦель иие вала преобразователя относиЦ ь изобретения - повышение точтельно корпуса.ности поверки преобразователей угла в 60в код.в На чертеже представлена стПоставленная цель достигная схемаа устройства.а структурчтстигается тем Уст ойпериодичес- вращающийс совместно с валом 2Нойпропорциональ- веряемого и еоом поо скорости вращения корпуса преоб 3преобразователя, гирометро с ео в , 65 3, вращающийся совместноео 6 3 о с его корпусом 4, блок 5 временных селекторов, блоки б и 7 электронных счетчиков, блок 8 оперативной памяти, цифропечатающую машину 9, микро-ЭВМ 10. Для фиксации моментов, соответствующих полным оборотам каждого из гирометров, устройство содержит фотоприемники 11 и 12, установленные неподвижноотносительно вращающихся узлов. Расположение фотоприемника 11 таково, что в моменты, соответствующие некоторому произвольному, но повторяюще О муся на каждом обороте положению гирометра 1, его светочувствительная поверхность засвечивается. Фотоприемник 12 расположен аналогичным образом относительно гирометра 3. Выходы 15 обоих гирометров соединены (например через кольцевые токосъемники) со входами блоков б и 7 электронных счетчиков. Выход преобразователя угла в код соединен со входами блока 5 временных селекторов, цифропечатающей машины 9 и микро-ЭВМ 10. Выходы фотоприемников 11 и 12 соединены со входами блока 5 временных селекторов. Выходы блока 5 соединены со входами блоков б и 7 электронных счетчиков и со входом блока 8 оперативной памяти. Выходы блока 8 соединены со входами цифропечатающей машины 9 и микро-ЭВМ 10.Устройство поверки преобразовате- Зф лей работает следующим образом.Гирометр 1, скрепленный с валом 2 поверяемого преобразователя, приводит" ся во вращение. Гирометр 3, скрепленный с корпусом 4 преобразователя, З 5 приводится во вращение в.ту же сторону, что и гирометр 1, но с другой угловой скоростью. В момент появле" ния на выходе преобразователя импульса, означающего смену кода, с выхода 4 О блока 5 временных селекторов на входы блоков б и 7 электронных счетчиков одновременно поступает сигнал, разрешающий счет количества периодов, выходных сигналов гирометров 1 и 3. В момент следующей смены кода преобразователя с выхода блока 5 на блоки 6 и 7 одновременно поступают сигналы, которые фиксируют полученные к этому моменту суммы периодов сигналов с гирометров 1 и 3 путем передачи их в виде параллельного кода в блок 8 оперативной памяти, Иэ блока 8 числа, равные числу периодов выходных сигналов гирометров 1 и 3 за время данногоизмерения, в виде параллельного 5 кода передаются на цифропечатающую машину 9 для непосредственного контроля результатов и на микро-ЭВМ 10, посредством которой производится вычисление результатов поверки. В после"щ дующие моменты смены кодов преобразователя взаимодействие узлов и блоков происходит аналогично./Количество периодов выходных сигналов гирометров 1 н эа время пол- Я ных оборотов каждого из них формиру 1 ется следующим образом,В момент, когда пучок излученияиз резонатора гирометра 1 при еговращении, попадает на светочувствительную поверхность фотоприемника 11,на его. выходе формируется импульс,поступающий на вход блока 5 временных селекторов. На выходе блока 5при этом формируется сигнал, разрешающий счет периодов выходного сигналагирометра 1, который осуществляетсяв блоке б электронных счетчиков параллельно счету периодов того же сигнала за интервалы, определяемые сменой кодов преобразователя. Счет останавливается в момент появления следующего импульса на выходе фотопри-,емника 11, когда гирометр 1 сделаетполный оборот. Число, выражающее полученное количество периодов, фиксируется в блоке 8 оперативной памяти, а счет количества периодов с выхода гирометра 1 начинается вновь. Затем это число передается на цифропечатающую машину 9 и в микро-ЭВМ 10. Аналогичным образом происходит взаимодействие фотоприемника 12 с гирометром 3, блоком 5 временных селекторов и блоком 7 электронных счетчнков.Для идентификации результатов суммирования количества периодов выходных сигналов гирометров с определенными кодами преобразователя его выходной сигнал передается на цифропечатающую машину 9 и микро-ЭВМ 10.Поверка заканчивается, когда вал 2 поверяемого преобразователя совершит полный оборот относительно егокорпуса 4.Таким образом, предложенный способ поверки преобразователей угла в код, обеспечивает погрешность поверкипорядка десятых-сотых долей угловойсекунды в зависимости от типа используемых гирометров при отсутствии требований к стабильности вращения, кцентровке гирометров относительно осивращения вала и корпуса преобразователя и при автоматизации процесса поверки, Точйость поверки по такому способу в несколько раз превыаает точность серийных гониометров, которые применяются в настоящее времядля поверки преобразователей угла вкод.Формула изобретения.Способ поверки преобразователей .угла поворота вала в код, основанный на формировании периодического сигнала с частотой, пропорциональной скорости вращения вала преобразователя, и суммировании периодов этого сигнала за время измерения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,. с целью повышения точности поверки формируют второй периодический сигнал с частотой,.781875 Соста Техре Корректор Е Пап тель А. СмирМ. Кузьма едактор О. Малец Заказ 8145/57 Тираж 682 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035,Москва, Ж, Раущская наб д."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал пропорциональной скорости вращениякорпуса преобразователя, отличной помодулю, но совпадающей по знаку ссскоростью вращения его вала, суммируют количество Й и Й 2 периодовобоих сигналов за одинаковые интервалы времени с момента появления начальисго кода преобразователя до каждого из последующихмоментов сменыкодов в течение полного оборота валапреобразователя относительно его корпуса, одновременно суммируют количество Й и Й 4 периодов обоих сигналов за каждый оборот вала и корпуса преобразователя в течение времениповерки, а угловое положение вала,соответствующее каждой смене кодовпреобразователя, определяют по формуле: Ф(Угл.с) 1,296106 1 25 3( 4 Источники информации,принятые во вйнмание при экспертизе 1. Ильин Р. С. и др., Лабораторные оптические приборы. М., "Машиностроо ение",.1966, с. 111-116. 2. Патент Франции Р 1564780,кл. С 01 С, 1966. 3. Патент франции Р 1511089,кл. С 01 С, 1968 (прототип).