CN104569885B - 一种实现同步发送器/解析器现场校准的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现同步发送器/解析器现场校准的方法，特别适用于大型设备上难以拆卸的同步发送器/解析器的校准需求。利用实验/工作现场为机载实验设备供电的特殊电源系统提供参考信号，基于角位置指示器可以直接测量矢量角度并轻便易携带的特点，将经过上级机构检定/校准，准确度等级比被校同步发送器/解析器高三倍（或一个数量级）以上的角位置指示器作为校准的标准设备，直接在实验/工作现场测量被校设备的输出角度值，计算误差和不确定度得到完整准确的校准数据。该方法可以对同步发送器/解析器进行现场校准。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现同步发送器/解析器现场校准的方法，特别适用于大型设备上难以拆卸的同步发送器/解析器的校准需求。
背景技术
校准同步发送器/解析器等类型的设备，一般应用的方法是通过变频电源或功率信号源（Valiable Signal Source）给出参考信号，利用专用电桥（Resolver-SynchroBridge）和数字多用表或相角电压表（Phase Angle Voltmeter）校准同步发送器/解析器输出的电压或角度值的测量误差。上述方法虽然校准精度高，但是对校准的环境以及标准的要求比较高，一般只适用于在校准实验室环境下的校准准确度等级较高的同步/解析类设备，不能实现在工作或实验现场的校准需求。目前实验/工作普遍使用的同步发送器/解析器一般内嵌在大型实验设备中，其校准精度不高，而且很难拆卸送校准实验室，因而无法采用上述方法进行校准。
发明内容
本发明要解决的技术问题：
针对大型设备上难以拆卸的同步发送器/解析器的校准需求，提出一种现场校准的方法，保证此类同步发送器/解析器的溯源性，确保其量值准确可靠，而且实施方便、成本低，稳定可靠。
本发明的技术方案：
本发明涉及的校准方法的步骤为：
步骤1：校准设备的选择
步骤1.1：选择校准用的主标准器
先确定角位置指示器作为主标准器，选择具体的角位置指示器的技术依据为角度测量范围为：0-360°；测量允许误差高于被校设备允许误差极限一个量级或三倍以上。
步骤1.2：配套设备
配套机载供电电源，具体参数为：供电频率：400Hz，供电电压：115V或26V可变。
步骤2：校准准备
步骤2.1：开机预热
作为标准的角位置指示器和被校同步发送器/解析器所在的大型设备正常连接220V，50Hz市电。开机后预热15分钟。
步骤2.2：参考信号输入
根据被校同步发送器/解析器对参考信号的要求，用实验/工作现场的特殊电源系统代替变频电源或功率信号源为角位置指示器和被校同步发送器/解析器提供400Hz，115V或26V同步且稳定的参考信号。
步骤2.3：设备连接
步骤2.3.1：若被校同步发送器/解析器输出信号类型为“同步/SYN”，使用三根航空线将被校设备同步输出端口S1至S3分别与角位置指示器的相应端口连接，角位置指示器的输入端口S4空置。
步骤2.3.2：若被校同步发送器/解析器输出信号类型为“旋变/RES”，使用四根航空线将被校设备旋变输出端口S1至S4分别与角位置指示器的相应端口连接。
步骤3：输出误差校准
步骤3.1：在0～360°之间以30°步进选取校准点，按选取的校准点设置被校同步发送器/解析器的输出角度值，用角位置指示器测量角度的实际值，每一校准点测量三次，取算术平均值作为该点的实测值，计算被校同步发送器/解析器的输出值与实测值之差，得到该点的输出误差。
步骤3.2：若被校同步发送器/解析器“旋变/RES”和“同步/SYN”的信号都可以输出，则校准应在步骤2.3所列的两种情况下分别按步骤3.1的要求进行校准。
步骤4：不确定度评定
对被校同步发送器/解析器校准结果的不确定度评定可以根据用户需要，对每一校准点进行评定，也可以选择典型点0°或180°或270°或90°评定，评定的不确定度结果适用于该校准区间内所有校准点的偏差值。校准同步发送器/解析器时，影响校准结果的因素主要有同步发送器/解析器输出值的变化即输出重复性和角位置指示器测量准确性两个分量。同步发送器/解析器的输出重复性可用标准不确定度的A类方法评定，A类方法为多次重复测量，测量值不少于6个，用测量值的标准偏差来表征；角位置指示器测量准确性可用标准不确定度的B类方法评定，B类方法为根据角位置指示器说明书中给出的测量最大允许误差作为其测量误差可能的取值区间半宽度，按均匀分布计算得到。
步骤5：校准结果的处理
被校同步发送器/解析器每一个校准点的输出偏差最终结果包括该点的偏差与不确定度两部分，构成一个以不确定度值作为区间度的输出偏差范围，此结果满足被校同步发送器/解析器技术要求中的允许误差，判定该设备符合使用要求，否则判定该设备不符合使用要求。
本发明的有益效果
解决了客观上无法拆卸的同步发送器/解析器的校准困难，充分利用了实验/工作现场的特定技术条件，保证了校准过程稳定可靠，校准结果的准确可信，实施方便，适应性广，成本低。
具体实施方式
实施例1
本发明涉及的校准方法的步骤为：
步骤1：校准设备的选择
步骤1.1：选择校准用的主标准器
角位置指示器的型号为8810A：技术参数为：角度测量范围：0～360°；分辨率：0.0001°；测量允许误差：±0.004°。
步骤1.2：配套设备
选择机载供电电源的参数为供电频率：400Hz、供电电压：115V或26V可变。
步骤2：校准准备
步骤2.1：开机预热
作为标准的角位置指示器和被校同步发送器/解析器所在的大型设备正常连接220V，50Hz市电。开机后预热15分钟。
步骤2.2：参考信号输入
通电后，根据被校同步发送器EAS58310的使用要求，用实验/工作现场的特殊电源系统为角位置指示器8810A和被校同步发送器EAS58310提供400Hz，26V同步且稳定的参考信号。
步骤2.3：设备连接
被校同步发送器EAS58310输出“同步/SYN”信号，使用三根航空线将被校设备输出端口S1至S3分别与角位置指示器8810A的相应端口连接，角位置指示器的输入端口S4空置。
步骤3：输出误差校准
步骤3.1：在0～360°之间以30°步进选取校准点，按选取的校准点旋动EAS58310的拨盘，设置其输出角度值，用角位置指示器8810A测量角度的实际值，每一校准点测量三次，取算术平均值作为该点的实测值，计算被校同步发送器/解析器的输出值与实测值之差，得到该点的输出误差，测量结果见下表。经总结，该被校同步发送器本次校准的最大输出误差范围在（-0.147°，0.197°）之间。
EAS58310型同步发送器输出误差校准数据表单位：°
步骤4：不确定度评定
同步发送器EAS58310的输出重复性用标准不确定度的A类方法评定，被校同步发送器输出180°角时，在重复性条件下测量10次，得到如下测量列：179.992°，179.995°，179.998°，179.998°，179.991°，179.997°，179.996°，179.991°，179.998°，179.999°。用贝塞尔公式计算得到测量值的标准偏差，角位置指示器测量准确性用标准不确定度的B类方法评定，根据角位置指示器8810A说明书中给出的允许误差为0.004°，既其测量误差可能的取值区间半宽度为a=0.004°，测量时的标准不确定度按均匀分布计算得到uB=0.0023°。当置信水平取95%时，包含因子k=2，被校同步发送器输出误差的扩展不确定度为：
步骤5：校准结果的处理
经校准，该同步发送器EAS58310角度输出误差范围-0.152°～0.202°小于其技术要求中±1°的允许误差极限，符合使用要求。本现场校准方法正确可行，校准结果准确可靠。
实施例2
步骤1：校准设备的选择
步骤1.1：选择校准用的主标准器
角位置指示器的型号为8810A：技术参数为：角度测量范围：0～360°；分辨率：0.0001°；测量允许误差：±0.004°。
步骤1.2：配套设备
选择机载供电电源的参数为供电频率：400Hz、供电电压：115V或26V可变。
步骤2：校准准备
步骤2.1：开机预热
作为标准的角位置指示器和被校同步发送器/解析器所在的大型设备正常连接220V，50Hz市电。开机后预热15分钟。
步骤2.2：参考信号输入
通电后，根据被校同步发送器1328/1TE的使用要求，用实验/工作现场的特殊电源系统为角位置指示器8810A和被校同步发送器1328/1TE提供400Hz，26V同步且稳定的参考信号。
步骤2.3：输出“同步/SYN”信号时的设备连接
被校同步发送器1328/1TE输出“同步/SYN”信号，使用三根航空线将被校设备输出端口S1至S3分别与角位置指示器8810A的相应端口连接，角位置指示器的输入端口S4空置。
步骤3：输出误差校准
在0～360°之间以30°步进选取校准点，按选取的校准点旋动1328/1TE的拨盘，设置其输出角度值，用角位置指示器8810A测量角度的实际值，每一校准点测量三次，取算术平均值作为该点的实测值，计算被校同步发送器/解析器的输出值与实测值之差，得到该点的输出误差，测量结果见下表。经总结，该被校同步发送器本次校准的“同步/SYN”状态时最大输出误差范围在0.0015°～0.0033°之间。
步骤4：输出“旋变/RES”信号时的设备连接及输出误差校准
被校同步发送器1328/1TE输出“旋变/RES”信号，使用四根航空线将被校设备输出端口S1至S4分别与角位置指示器8810A的相应端口连接，重复步骤3的校准，测量结果见下表。经总结，该被校同步发送器本次校准的“旋变/RES”状态时最大输出误差范围在0.0012°～0.0034°之间。
1328/1TE型同步发送器输出误差校准数据表单位：°
步骤5：不确定度评定
同步发送器1328/1TE的输出重复性用标准不确定度的A类方法评定，被校同步发送器在“同步/SYN”和“旋变/RES”状态下分别输出180°角时，在重复性条件下测量10次，得到测量值见下表。
同步发送器1328/1TE的输出重复性数据单位：°
角位置指示器测量准确性用标准不确定度的B类方法评定，根据角位置指示器8810A说明书中给出的测量精度为0.004°，既其测量误差可能的取值区间半宽度为a=0.004°，测量时的标准不确定度按均匀分布计算得到uB=0.0023°。当置信水平取95%时，包含因子k=2，被校同步发送器输出误差在“同步/SYN”和“旋变/RES”状态下的扩展不确定度均为：U=2uc=0.005°。
经校准，该同步发送器1328/1TE角度在“同步/SYN”状态下的输出误差范围0.065°～0.083°；在“旋变/RES”状态下的输出误差范围0.062°～0.084°,均小于其技术要求中±0.1°的允许误差极限，符合使用要求。本现场校准方法正确可行，校准结果准确可靠。
Claims (1)
1.一种实现同步发送器/解析器现场校准的方法，其特征在于：所述的校准方法步骤如下：
步骤1：校准设备的选择
步骤1.1：选择校准用的主标准器
先确定角位置指示器作为主标准器，选择具体的角位置指示器的技术依据为角度测量范围为：0～360°；测量允许误差高于被校设备允许误差极限一个量级或三倍以上；
步骤1.2：配套设备
配套机载供电电源，具体参数为：供电频率：400Hz，供电电压：115V或26V可变；
步骤2：校准准备
步骤2.1：开机预热
作为标准的角位置指示器和被校同步发送器/解析器所在的大型设备正常连接220V，50Hz市电；开机后预热15分钟；
步骤2.2：参考信号输入
根据被校同步发送器/解析器对参考信号的要求，用实验/工作现场的特殊电源系统代替变频电源或功率信号源为角位置指示器和被校同步发送器/解析器提供400Hz，115V或26V同步且稳定的参考信号；
步骤2.3：设备连接
步骤2.3.1：若被校同步发送器/解析器输出信号类型为“同步/SYN”，使用三根航空线将被校设备同步输出端口S1至S3分别与角位置指示器的相应端口连接，角位置指示器的输入端口S4空置；
步骤2.3.2：若被校同步发送器/解析器输出信号类型为“旋变/RES”，使用四根航空线将被校设备旋变输出端口S1至S4分别与角位置指示器的相应端口连接；
步骤3：输出误差校准
步骤3.1：在0～360°之间以30°步进选取校准点，按选取的校准点设置被校同步发送器/解析器的输出角度值，用角位置指示器测量角度的实际值，每一校准点测量三次，取算术平均值作为该点的实测值，计算被校同步发送器/解析器的输出值与实测值之差，得到该点的输出误差；
步骤3.2：若被校同步发送器/解析器“旋变/RES”和“同步/SYN”的信号都可以输出，则校准应在步骤2.3所列的两种情况下分别按步骤3.1的要求进行校准；
步骤4：不确定度评定
对被校同步发送器/解析器校准结果的不确定度评定根据用户需要，对每一校准点进行评定，或选择典型点0°或180°或270°或90°评定，评定的不确定度结果适用于校准区间内所有校准点的偏差值；校准同步发送器/解析器时，影响校准结果的因素主要有同步发送器/解析器输出值的变化即输出重复性和角位置指示器测量准确性两个分量；同步发送器/解析器的输出重复性用标准不确定度的A类方法评定，A类方法为多次重复测量，测量值不少于6个，用测量值的标准偏差来表征；角位置指示器测量准确性用标准不确定度的B类方法评定，B类方法为根据角位置指示器说明书中给出的测量最大允许误差作为其测量误差可能的取值区间半宽度，按均匀分布计算得到；
步骤5：校准结果的处理
被校同步发送器/解析器每一个校准点的输出偏差最终结果包括该点的偏差与不确定度两部分，构成一个以不确定度值作为区间度的输出偏差范围，此结果满足被校同步发送器/解析器技术要求中的允许误差，判定该设备符合使用要求，否则判定该设备不符合使用要求。
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