Способ измерения ошибки преобразования угла поворота в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК0 КЫЙ КОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ ГОСУДАРСТВПо ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельтево СССР9 390535, кл. С 08 С 9/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР:В 277416, кл., С 08. С 9/00, 1968.3. Авторское свидетельство СССРЮ 645187, кл. 6 08 С 9/00, 1976(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОШИБКИПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА В КОДоснованный на формировании сигналов,пропорциональных текущей ошибке.,путем .сравнения сигналов, пропорциональных реальным квантам, с сигналами,. пропорциональнымн расчетнымквантам, запоминании сигналов, про-порциональных текущей ошибке, определении первых сигналов, пропорциональных накопленной ошибке,сравне"нии сигналов, пропорцнональйых текущей ошибке, и первых сигналов,пропорциональных накопленной ошиб.ке, с сигналами, соответствующими допустимой текущей ошибке и допусти мой накопленной ошибке, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения надежности измерения и контроля ошибки преобразования, оп- " ределяют первые сигналы, пропорциональные накопленнойошибке, одновременно с сигналами, пропорциональными текущей ошибке, с момента первой произвольной смены кода, принятой за начало отсчета, определяют момент смены кода, при котором первые сигналы, пропорциональные накопленной. ошибке,фдостигают максимального значения, и следуеаюй после него момент смены кода принимают за начало следующего отсчета,. определяют вторые сигналы, пропорциональные накопленной ошибке, но результатам сигналов, пропорциональных текущей ошибке, с начала следую- а щего отсчета и.по величине вторых сигналов, пропорциональных накопленной ошибке, определяют максимальную накопленную ошибку преобразовайия.назначено для измерения ошибки пре" образования угла поворота в код.Известен способ измерения ошибки преобразования угла поворота в код, основанный на определении моентов смены кода и сравнении его текущего значения с эталонным сигналом, определении разности этих сигналов с учетом знака и запоми 10 нания этой разности как искомой ошибки преобразования и сравнении ее с наперед заданным предельно допустимым значением ошибки Г 13Однако при использовании данного способа учитывается только текущаяошибка преобразования и не учитывается накопленная, что делает обработку результатов измерения дляопределения истинной ошибки преобразования в каждой котрольной точ 20 ке относительно ее расчетного зна-,чения и относительно каждого принимаемого начала отсчета, выбираемого из всего полного массива контрольных точек, процессом очень сложным и трудоемким, что особенно сказывается при измерении ошибки преобразования в многооборотных преобразователях.Известен способ измерения ошибки преобразования угла поворота в код, основанный на разбиении расчетной зоны отсчета квантованного значе ЗО разователь имеет одинаковую разряд,ность с проверяемым. Наличие редуктора исключает воэможность применения этик способов для измеренияошибки преобразования у прецизионных преобразователей, так как погрешность изготовления редуктора вэтом случае полностью входит впогрешность случайной составляющей,погрешности измерения, не поддаю"щейся компенсации,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ измерения ошибки преобразования угла поворота в код, основан-,55 60 ния угла проверяемого преобразователя на 2 зон отсчета контРольного З 5 преобразователя и измерении текущей и накопленной ошибок в моменты смены кода проверяемого преобразователя 2 внедостатком описанных способов является то, что предполагается наличие редуктивных связей в приводных цепях проверяемого преобразователя, В первом случае для стабилизации и сицхронизации вращения вала 45 проверяемого преобразователя, во втором - для разбиения расчетной зоны квантованногозначения угла проверяемого преобразователя на 2 зон отсчета. контрольного преобразо вателя, так как контрольный преобный на измерении текущего значения сигнала в момент первой после нуля смены кода, который принимают за . начало отсчета, затем суммируют этот сигнал с эталонным сигналом постоянной величины и запоминают первый суммарный сигнал, соответствующий расчетному углу положения первой контрольной точки, после чего к первому сигналу прибавляют эталонный сигнал постоянной величины и запоминают второй суммарный сигнал, соответствующий расчетному углу положения второй контрольной. точки и далее повторяют процесс измерения в ряде контрольных точек при повороте вала на 360 дуговых градусов3.Общим недостатком двух последних способов является задаваемое заранее при измерении накопленной ошибки преобразования начало отсчета- первая. после нуля смена кода и нулевое начало отсчета, что приводит й недостаточной технологичности этих способов, так как предполагает либо наличие дополнительной технологической операции по предварительному определению начала отсчета, что сопряжено с определенными техническимитрудностями и дополни-: тельными временными затратами, либо приводит опять же к увеличению времени измерения, в худшем случае в 2 раза, при автоматическом поиске заданной кодовойкомбинации. Основной областью применения преобразователей угол - код являются системы автоматического регулирования и управления, в которых чаще всего за начало отсчета принимается любая точка из полного массива возможных кодовых комбинаций преобразователей. Между тем,текущее значение накопленной ошибки во многом определяется началом отсчета, так что возможен случай, при котором измеряемое с какого-либо заданного начала отсчета текущее значение накопленной ошиб. ки не превышает своего допустимого значения во всем диапазоне измерений, и в то же время иэ полного массива кодовых комбинаций преобразователя угол -. код найдется такая, приняв которую за начало от-.счета, измеряемое текущее значение накопленной ошибки превышает свое. предельно допустимое значение.Кроме того, способ Г 33 предполагает измерение накопленной ошибки преобразования угла поворота в код независимо от измерения текущей ошибки. По результатам измерения одной только накопленной ошибки нельзя судить о, значении истинной ошибки преобразования, так как при равенстве внутри диапазона измерения накопленной ошибки нулю следующее за ним текущее значение1018141 3 4накопленной ошибки совпадает со зующего предлагаемый способ измезначением текущей сыибки преобра-рения ошибки преобразования.эования или инструментальной погреш- , устройство содержит установленности изготовЛения преобразователей, ные на одной оси эталонный преобравеличина которой не должна превы- зователь 1, соедйненный своим выхошать значения 5 дом с входом кодопреобразователя 2,1/2и проверяемый преобразователь 3,ивах " своим выходом соединенный с входомкодопреобразователя 4, Выход кодопреобразователя 4.соединен с входагде а: - шаг квантования, равный360 Ю ми регистра 5 первичного начала отсчета, счетчика 6 прбверки правильП - число разрядов преобраэованости чередования кода, регистра 7теля угол - код.Р р дов преобраэова-. вторичного начала отсчета, с однимиз .входов схем 8 и 9 сравнения коЕсли зто соотношение использоватьользовать 15 дов, блока 10 управления.и коммутапри оценке предельно допустимого эна- тора 11 кодов, Выходы регистра 5чеиия накопленной оаябкн, возможенслучай, при котором значение тек ейн возможен первичногоначала отсчета .и, счетчиошибки преобразования будет соизмер р з ч ние влекущей ка 6 проверки правильности чередо,вания кода соединены соответственнонедопустимо.нения кодов, а выходы последних соединены с входами блока 10 управлеель изобретения - повышение надежности измерения и контроля ошибния, соединенного также одним иэки преобразования угла пово ота всвоих входов с выходом схемы 12р у л поворота в ., сравнения кодов, для упрощения струф управления работой элементов устоставлеияая цель достигается тем,что согласно способу измерения ошиб-. ройства не показаны,ки преобраэования угла поворотакод, основанному на ФормироваНии Выход кодопреобраэователя 2 со- .сигналов,. пропорциональных текущей Зр единен.с одним из входов коммутатораошибке, путем сравнения сигналов, 13 кодов, выход которого соединен спропорциональных реальным квантам, : входами регистров 14 и 15 прмюжус сигналами, пропорциональными рас" . точных значений, также с входом:четным квантам., запоминании сигиа- регистра 16 текущего значения накоплов, пропорционалъных текущей ОШиб- ленной ошибки и с ВХОДОМ рЕГИСтраке, определений первых сигналов; 17 максимального значения накопленм35Пропорциональных накопленной ошиб-ной ошибки. Выходы регистров 14 - 17ке, сравнениисигйалов, пропорци . соединены с входами коммутатора 18ональных текущей ошябке, н первых сиг- .кодов, соединенного своим выходомналав,пропорциональных накоплений :. с входами блока 19 сигнализации иошибке.с сигналами,соответствующийи. 40 регистрации ошибок и запоминающегодопустимой текущей ошибке идопустймой . устройства .20, а также с одним иэошиопРедел"ет пеР входов коммутатора 13 кодов. Выходлы, пропорциональные на блока .21 расчетных значений соединене одно Ременно с с входами коммутатора 22 кодов,ф пР Рци аль ыми тек" 45 единенного своими остальными входа-иззольной смены кода, принятой. эа,ми с выходами регистра 15 промежуточизвольной смены код , п и й ных значений, регистра 16 текущего.начало .отачета, определяют момент.н отечпр деляют момент значения накопленной ошибки и реиалы, пропорциональные накопленнойд , р ор первые сиг гистра 17 максимального значениянакопленной ошибки, а выходом сочеиия, и следующий йосле него мо-.единенного с входом комбинационного сумматор 23, второй вход котова ."ачало. рого соединен с выходом коммутатора,:;.следующего отсчета, определяют вторые.сигналы, пропорциональные на- матора 23 соединен с одним из входовкопленной ошибке, по.результатамныло . н , йкоммутатора 13 кодов и входом блока;х текуще 19 сигналиЮации и регистрации Ошита н по величине вторых сигналов,нализации и регистрации ошибок и с ,адресным входом запоминающего устройлениуа ошибку преобразования.ства 20, выход которого соединен с.На чертеже. представлена структур- . одним из выходов коммутатора 13 конан схема устройства для проверки дав. Выход регистра 7 вторичногопреобразователей угол - код, реали начала отсчета соединен с вторымивхоцами схемы 12 сраннения кодов икоммутатора 11 кодов, а выход последнего соединен с входом счетчика 24 адреса.Устройство работает в два цикла.В первом цикле производится проверка правильности чередования кодапроверяемого преобразователя 3, измерение, запоминание и допусковыйконтроль значения текущей ошибкипреобразования, определение.и допусковый контроль значения накопленной ошибки преобразования, атакже поиск и запоминание кодовойкомбинации проверяемого преобраэователя 3, приняв эа начало отсчета ко.торую, накопленная ошибка преобразования контролируемого преобразова"теля достигает своего максимальновозможного значения,Во втором цикле измерения производится определение и допусковыйконтроль максимально возможного значения накопленной ошибки преобразования посредством последовательногосуммирования ранее запомненных значений текущих ошибок прЕобразованияс проверкой каждого текущего значения получаемой суммы на предельнодопустимое причем определение эна"чений накойленной ошибки производится с определенного и запомненного ЗОв первом цикле начала отсчета.В первом цикле, без какой-либопредварительной установки начальныхусловий, производится сочлечениевходных осей эталонного и проверяемого преобразователей 1 и 3 посредством механической муфты ( не показана), Затем производится пускустройства и при вращении оси всторону увеличения угла с выхода 4 О,эталонного преобразователя 1 сигнал в виде специального кода поступает на вход кодопреобраэователя 2, а сигнал с выхода проверяемого преобразователя 3 - на входкодопреобразователя 4.При первой же смене кода проверяемого преобразователя 3 блок 10управления проиэвОдит исходную установку устройства; осуществляетзапись текущей кодовой комбинации 50проверяемого преобразователя 3,принимаемый за первичное началоотсчета, в счетчик б проверки пра"вильности чередования кода, в ре. гистр 5 первичного начала отсчета уи в счетчик 24 адреса, а также ус"тананливает в ноль регистр 1 б текущего значения накопленной ошибки и регистр 17 максимального зйачения накопленной ошибки.Текущая ошибка преобразования угла поворота в код в устройстве оп- .ределяется как разность с учетомзнака между кодом расчетного значения ширины кванта проверяемого преобразователя 3 и разностью текущих значений кодон, считываемых с эталонного преобразователя 1 в . моменты смены соседних кодовых комбинаций проверяемого преобразователя 3. Осуществляется это следующим образом. В момент первой смены кода проверяемого преобразователя 3 код эталонного преобразователя 1, характеризующий положение входной оси проверяемого преобразователя 3 и соответствующий первой контрольной точке, снимается с кодопреобразователя 2 и через коммутатор 13 кодов записывается в регистр 14 промежуточных значений. При следующей смене кода проверяемого преобразонателя 3 двоичный код, соответствую-.щий положению второй контрольной точки, снимается с кодопреобразователя 2 и через коммутатор 13 кодов записывается в регистр 15 промежуточных значений. После этого код регистров 14 и 15 соответственно через коммутаторы 18 и 22 кодов поступает на входы сумматора 23, на котором определяется разность между значениями кодов регистров 15 и 14. Полученная разность соответствует реальной ширине кванта проверяемого преобразователя 3, определенной в числе отсчетов эталонного. преобразователя 1, которая с выхода сумматора 23 через коммутатор 13кодов записывается в регистр 14 промежуточных значений. Затем код регистра 14 через коммутатор 18 вновь подается на вход комбинационного суьщатора 23, на второй нход кото. - рого через коммутатор 22 из блока 21 расчетных значений подается код расчетного значения ширины кванта проверяемого преобразователя. На сумматоре 23 определяется разность с учетом знака между кодом регистра 14 и кодом расчетного значения из .блока 21, что соответствует коду текущей ошибки преобразования, значение которой с ныхода комбинационного сумматора 23 через коммутатор 13 записывается в регистр 14, а с выхода регистра 14 промежуточных значений через коммутатор 18 кодов код текущей ошибки вновь подается на вход комбинационного сумматора 23, на второй вход которого иэ блока 21 расчетных значений череэ коммутатор 22 кодов подается кодпредельно допустимого значения теку." щей ошибки преобразования. На сумматоре 23 производится сравнение кодов, и в случае превышения кода текущей ошибки преобразования своего предельно допустимого значения блок 10 управления прерывает процесс измерения и выводит значение ,текущей ошибки в блок 19 сигнализа,ции и регистрации ошибок. Если женая установка счетчика 24 и увеличение его содержимого на единицупосле такта измерения, значениекода счетчика 24 адреса в каждомтекущем такте измерения ошибки преобразования соответствует номерукванта проверяемого преобразователя3, на котором производится измерениеошибки преобразования, как текущей,так и накопленной. При выводе значений измеренных ошибок преобразования угла поворота в код на регистрирующее устройство блока 19сигнализации и регистрации ошибокодновременно с кодовым значениемошибки выдается и значение кода счет чика 24 адреса. Таким образом, устанавливается соответствие междузначением измеряемой ошибки преобразования и номером кванта проверяемого преобразователя 3, на котором произведено измерение,В первом цикле измерений такжеосуществляется проверка правильности чередования кода проверяемогопреобразователя 3. Данная проверкаобеспечивает более пблный контрольпроверяемых преобразователей и исключает в данном устройстве неоднозначность при адресации запоминаемыхтекущих ошибок преобразования. Кроме.того, определение максимально возможного значения накопленной ошибкипреобразования основано на том, чтоза.один или несколько оборотов, вслучае многооборотного преобразователя, накопленная ошибка преобразования будет равна нулю, т.е. входнаяось проверяемого преобразователя3 за один или несколько оборотоввозвращается в ту же самую точку,относительно которой производитсяизмерение. Изложенное требование выполняется автоматически, если проверяемый преобразователь 3 при проверке на правильность чередованиякода выдает последовательность полного ряда кодовых комбинаций, отличающихся друг от друга на единицумладшего разряда во всем диапазонеизмерения. Проверка правильностичередования кода в устройстве осуществляется следующим образом. 50. После исходной установки счетчика б проверки правильности чередования кода в момент первой смены кодапри последующих сменах кода проверяемого преобраЗователя 3 по сигналам 55блока 10 упразлейия производитсяприбавление единицы к содержимомусчетчика б при одновременном сравнении кода счетчика с текущей кодовойкомбинацией проверяемого преоора-зователя 3, снимаемого с кодопреобразователя 4. Сравнение производится схемой 9 сравнения кодов, котораяв случае неравенства кодов выдаетсигнал в блок 10 управления, которыйпрерывает процесс измерения и выда ет сигнал в блок 19 сигнализации и регистрации ошибок.Конец первого цикла измерения при условии, если не было его прерывания, определяется схемой 8 сравнения кодов, которая производит сравнение начальной кодовой комбинации проверяемого преобразователя 3, записанной при исходной установке в регистр 5 первичного начала отсчета, с текущим значением кода, снимаемого с кодопреобразователя 4. При повторном появлении кодовой комбинации проверяемого преобразователя 3, равной значению кода регистра 5 начала отсчета, схема 8 сравнения кода выдает сигнал, по которому блок 10 управления отключает приводной механизм устройства и прекращает измерения первого цикла. В результате измерений первого цикла в регистре 7 вторичного началаотсчета находится кодовая комбинацияпроверяемого преобразователя, следующая первой по счету за той, при которой измеренное значение накоп- . ленной ошибки достигло своего максимального значения, в запоминающем устройстве 20 записаны с учетом знака кодовые значения измеренных текущих ошибок преобразования, адреса которых соответствуют номерамквантов проверяемого преобразователя,на которых произведено измерение.Второй цикл измерения начинается с исходной установки устройства, при которой производится обнуление регистров текущего значения накопленной ошибки 16 и максимальногозначения накопленной ошибки 17, а также.запись через коммутатор 11 содержимого регистра 7 вторичного начала отсчета в счетчик 24 адреса. Накопленная ошибка преобразования угла поворота в код во втором цикле измерений определяется, также как и в первом, посредством последователь ного суммирования значений текущих ошибок, с той лищь разницей, что для определения накопленной ошибки используются не вновь измеряемые, а измеренные в первом цикле и хранимые в запоминающем .устройстве 20 значения текущих ошибок преобразования. Адреса значений текущих ошибок преобразования, считываемых с запоминающего устройства 20, определя" ются счетчиком 24 адреса. После исходной установки значение кода счетчика 24 адреса соответствует кодовой комбинации проверяемого. преобразователя 3, принимая которую за начало отсчета при определении накопленной ошибки преобразования, последняя достигает своего макси- . мально возможного значения, а с выхода запоминающего устройства 20 ,при эхом считывается первое суммируемое значение текущей ошибки прербразования, которое .через коммутато 13 кодов записывается в регистр 14 промежуточных значений. Затем значения кодов регистра 14 и ре" гистра 16 текущего значения накопленной ошибки соответственно через коммутаторы 18 и 22 подаются на входы комбинационного сумматора 23, на котором осуществляется их сло- - жение. Полученная на сумматоре 23 сумма соответствует текущему значению накопленной ошибки преобразования, определенной относительновыбранного в первом цикле измерения начала отсчета. Определенное значение накопленной, ошибки с выхода сумматора 23 через коммутатор 13 кодов записывается в регистр 16 текущего значения накопленной ошибки, После этого осуществляется допусковый контроль определенного текуцего значения накопленнойозщбки, При этом значение кода регист-. ра 16 через коммутатор .18 кодов вновь подается на вход сумматора 23, на второй вход которого через коммутатор 22 кодов подается предельно, допустимое значение. накопленной ошибки преобразования из блока 21 расчетных. значений. На сумматоре 23 осуществляется сравнение значений кодов регистра 16 и блока 21 расчетных значений. Если результат срав нения отрицательный, также как ив первом цикле блок 16 управления прерывает процесс измерения. При положительном результате сравнения процесс определения максимально возможного значения иакоплЕнной ошибки продолжается. При этом на регист рирующее устройство, блока 19 сигна лизации и регистрации ошибок из регистра 16 через коммутатор 18 выводится определенное текущее значение накопленной ошибки, а также со-р ответствующее значение текущей ошноки преобразования из ретистра 14промежуточных. значений и содержимоесчетчика 24 адреса, определяющее5 номер кванта проверяемого nреобразователя, на .котором было прокэйе- дено измерение. Переход к следуеМщему такту измерений проиэводктся при+бавлением единицы. к содеряМмому30 счетчика 24 адреса. После этого осуществляется,определение следующеготекущего значения накопленной ошибки преобразования, его допусковЫВконтроль, вывод результатов кзмере 15 ния на регистрирующее устройство и.условии,.если не было прерываний,определяется по сигналу схеьы 12,сравнения кодов в момент повторногоравенства значений кода регистра 7вторичного начала отсчета и значения кода счетчика 24 адреса,Несмотря на то, что измерениеошибки преобразования в данном устройстве осуществляется в два цикла,время измерения ошибки получаетсяминимальным и Фактически определчется быстродействием преобразователей.;угол - код в первом цикле измеренийи быстродействием механических уэ.ЗО.лов регистрирующего устройства ьовтором, так как быстродействиеэлектронных узлов устройства нанесколько порядков превышает быстродействие его механических частей.35Использование изобретения позво,лит повысить чувствительность способЪ измерения сшибки преобразованияугла поворота в код и его технологичность за счет значительного сокращения времени измерения ошибки,вследствие чего повысится производительность способа.1018141 орректор В. Гирняк Подписное Заказ 3548/49 , Тираж 618 ВНИИПИ Государственного комитета ССпо демам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб. 4/5 л ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Ф Составитель А. Сидоренкоедактор. Л. Алексеенко Техред А.Ач