SU842916A1 - Устройство дл контрол преобразователейуглА пОВОРОТА ВАлА B КОд - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

семейства присутствует различна  по значению посто нна  составл юща . Следовательно , кривые семейства диаграмм, изображающие функции разностной погрещности, оказыва1отс  с различным смещением по отношению к оси абсцисс. Явление, когда кривые , получаемые при совокупных измерени х , имеют различное смещение относительно оси абсцисс, характерно дл  подобных измерений. Указанный недостаток усложн ет дальнейщую графическую обработку результатов, а также вносит в нее определенную погрешность по следующей причине. Кривые семейства диаграмм содержат определенный спектр гармоник с различными амплитудами и различной начальной фазой. В результате они имеют сложную форму и несимметричны относительно оси абсцисс, поэтому посто нную составл ющую в диаграмме невозможно простыми способами определить и отделить от переменной составл ющей, котора  представл ет измер емую величину. В итоге положение оси абсцисс на таких диаграммах оказываетс  не определенным и его необходимо вычисл ть методом последовательных приближений (проб и ошибок), что оказываетс  трудоемким процессом и приводит, кроме того, к погрешност м обработки результатов .

Цель изобретени  - повышение точности контрол  преобразователей угла поворота вала в код.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  преобразователей угла поворота вала в код, содержащее образцовый преобразователь угла поворота вала в код, соединенный через интерпол тор с первым входом блока преобразовани  разности фаз в число импульсов, а через первый формирователь импульсов - со вторым входом блока преобразовани  разности фаз в число импульсов, вход второго формировател  импульсов соединен с выходом контролируемого преобразовател  угла поворота вала в код, а выход второго формировател  импульсов соединен с третьим входом блока преобразовани  разности фаз в число импульсов, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика , выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, третий выход блока преобразовани  разности фаз в число импульсов соединен со вторым входом первого блока элементов И, выход которого соединен с входом первого регистра пам ти, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с регистрирующим блоком, введены сумматор, второй регистр пам ти, второй блок элементов И, второй реверсивный счетчик и дополнительные счетчики , входы первого, второго и третьего дополнительных счетчиков соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока преобразовани  разности

фаз в число импульсов, выходы первого и второго дополнительного счетчика соединены с первым и вторым входами второго реверсивного счетчика, выход которого соединен с первым входом второго блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом третьего дополнительного счетчика, а выход второго блока элементов И соединен со входом второго регистра пам ти, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход первого регистра пам ти соединен со вторым входом сумматора, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразовател .

Такое выполнение устройства дл  контрол  преобразователей угла поворота вала в код обеспечивает при измерении во всех зарегистрированных . диаграммах отсутствие посто нной составл ющей, в результате чего ось абсцисс в каждой из диаграмм совпадает с линией, соответствующей нулю на входе самописца, что позвол ет совмещать диаграммы непосредственно после их записи или производить наложение диаграмм в процессе их записи путем записи следующих диаграмм поверх предыдущих .

, На чертеже приведена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит образцовый преобразователь 1 угла поворота вала в код и повер емый преобразователь 2 угла поворота вала в код, формирователи 3 и 4

0 импульсов, соответствующих границам угловых квантов, интерпол тор 5 сигналов образцового преобразовател , блок 6 преобразовани  разности фаз в число импульсов, содержащий выходы 7 и 8 импульсов пр мого и обратного счета и выход 9 сигналов

5 управлени , реверсивный счетчик 10 импуль-сов со входами 11 и 12 соответственно пр мого и обратного счета с регистром 13 пам ти и блок 14 элементов И, сумматор 15, цифроаналоговый преобразователь 16, реjj гистрирующий блок 17, счетчики 18, 19 и 20 по переменному модулю, а также второй реверсивный счетчик 21 импульсов, снабженный входами 22 и 23 соответственно пр мого и обратного счета, регистром 24 пам ти и блок 25 элементов И. Дл  цифровой регистрации результатов устройство дополн етс  перфоратором 26.

Устройство работает следующим образом .

При синхронном вращении роторов преобразователей 1 и 2 погрешности преобразовани  угла преобразовател  2 по отношению к преобразователю 1 про вл етс  в виде разности фаз импульсов на выходах формирователей 3 и 4. Импульсы сравниваютс  по фазе в блоке 6, который формиJ рует пакеты счетных импульсов таким образом , что число импульсов в пакете пропорционально разности фаз сравниваемых импульсов. При этом в зависимости от знака погрешности и, следовательно, знака разности фаз счетные импульсы узла 6 поступают на выход 7 пр мого счета при положительном знаке или на выход 8 обратного счета при отрицательном знаке погрешности . В счетчике 10 сосчитываетс  соответственно положительное или отрицательное число , код которого пропорционален погрешности с учетом знака. После каждого фазового сравнени  импульса от преобразовател  1 и импульса от преобразовател  2 на выходе 9 блока 6 формируетс  сигнал управлени , который открывает блок 14 элементов И. Код с выхода счетчика 10 перезаписываетс  в регистр 13 пам ти, после чего счетчик 10 обнул етс  дл  подготовки к следующему измерению фазы (цепи сброса в нуль не показаны). Таким образом, при синхронном вращении роторов преобразователей 1 и 2 на выходе регистра 13 пам ти происходит ступенчата  смена кода в соответствии со значени ми разностной погрешности углов, отсчитываемых по импульсам от преобразователей 1 и 2. После преобразовани  кода в аналоговую величину при помощи цифроаналогового преобразовател  16 блок 17 регистрирует разностную погрешность в виде диаграммы. Регистрацию выполн ют в течение одного или нескольких оборотов. После пересопр жени  углового взаимоположени  статоров преобразователей 1 и 2 путем поворота статора преобразовател  1 йа определенный угол выполн ют запись второй диаграммы разностей погрешности. Аналогичным образом выполн ютс  записи всего семейства диаграмм так, что дискретные угловые смещени  статора преобразовател  1 достигамт угла 360°. Затем дл  вы влени  погрешности преобразовател  2, статор которого не поворачивали, диаграммы необходимо совмещать по оси абсцисс, а также по отметкам начала записей. Однако в получаемых значени х кода на выходе регистра 13 пам ти неизбежно присутствует посто нна  составл юща , эквивалентна  посто нному фазовому сдвигу f о между сравниваемыми импульсами. Причем после повторных пересопр жений статоров преобразователей 1 и 2 значение ее измен етс , поскольку при сопр жени х практически невозможно устанавливать угловое взаимоположение статоров таким, чтобы посто нна  составл юща  фазы fo между импульсами, соответствующими границам угловых квантов, могла быть сведена к нулю . Если ее значение не скомпенсировано, то в диаграммах, получаемых в блоке 17, имеетс  также посто нна  составл юща , что приводит к нежелательным последстви м . Вычисление составл ющей fo основано на следующем принципе. Известно, что сумма погрешностей делени  круга (угла 23) равна нулю, что вытекает и5 физической сущности делени  полного угла 2др на некоторое число N частей. Следовательно, .,(1) где A,A)fi, -соответственно погрешность i-ro углового делени  (кванта ) образцового 1 и повер емого 2 преобразователей; N - число угловых делений преобразователей 1 и 2. Несложный анализ показывает, что разность углов, номинальные значени  которых одинаковы, равна разности их погрешностей. Следовательно, разность угловых квантов , отсчитываемых по импульсам, соответствующим их границам, равна разности погрешностей этих квантов Ti-4.,(2) - i-ые угловые кванты соответственно повер емого 2 и образцового 1 преобразователей. Если просуммировать все N квантов в левой части уравнени  (2) и все N погрешностей в правой части, что соответствует полному обороту роторов преобразователей 1 и 2, то получаетс  ииц -Д () .(3) с учетом зависимости (1) следует, что права  часть уравнени  (3) равна нулю. Это означает, что сумма разностных погрешностей , измеренных на один оборот, должна быть равна нулю Lf.()0-(4) Если в результате измерени  оказываетс , что Ll,()A, следовательно, значение А равно сумме посто нных составл ющих в N дискретных измерени х , полученных за один оборот роторов преобразователей 1 и 2. Отсюда наход т кодовое значение посто нной составл ющей фазы о -ЛГ--(5) Го-ffЕсли на второй вход сумматора,15 ввод т полученное значение Цо. но с противоположным знаком, т. е. в виде значени  минус , то посто нна  составл юща  в поступающих на первый вход сумматора кодовых значени х разностной погрешности скомпенсируетс . Тогда на выходе сумматора 15 имеетс  лишь переменна  составл юща , котора  представл ет собой измер емую величину. При этом ось абсцисс на диаграммах самописца совладает с линией, прочерченной при отсутствии сигнала на его входе, т. е. положение оси определ етс  автоматически. Реверсивный счетчик 21 совместно со счетчиками 18-20 по переменному модулю выполн ют вычисление функции tl.)(6)

атем значение минус перезаписываетс  регистр 24 пам ти, а с его выхода постуает на второй вход сумматора 15.

Вычисление по формуле (6) выполн етс  следующим путем.

За один оборот роторов преобразователей 1 и 2 выполн етс  N сравнений по фазе , на выходах 7 или 8 узла 6 формируетс  N пакетов импульсов счета, а на выходе 9 N сигналов управлени . Импульсы с выходов 7 и 8, кроме того, что они сосчитываютс  реверсивным счетчиком 10, поступают через счетчики 18 и 19 по переменному модулю на входы реверсивного счетчика 21. Но импульсы с выхода 7, соответствующие положительному значению фазы, поступают на вход 23 обратного счета , и наоборот, импульсы обратного счета поступают на вход 22 пр мого счета, так что кодовые значени  на выходе счетчика 21 имеют противоположный знак по сравнению с кодовыми значени ми счетчика 10. Таким образом получают знак минус при значении Чо- Счетчик 21 не обнул ют после каждого сравнени  по фазе и за один оборот роторов преобразователей 1 и 2 он суммирует все N значений разностной погрещности . Модули в счетчиках 18 и 19 выбирают равными N, поэтому с их помощью сумма значений разностной погрешности поделена на число N. Сигналы управлени  с выхода 9 блока 6 поступают на блок 25 элементов И через счетчик 20 по переменному модулю, который также устанавливают равным N. Это обеспечивает перепись в регистр 24 пам ти кода с выхода счетчика 21 один раз за полный оборот роторов, а также один сброс показаний счетчика 21 после переписи результата (цепь сброса в нуль счетчика 21 не показана ). В итоге в конце каждого оборота на выходе регистра пам ти 24 находитс  кодовое значение, эквивалентное значению минус в соответствии с формулой (6).

Очевидно, что компенсаци  посто нной составл ющей наступает после первого оборота . В дальнейщем регистр 24 пам ти удерживает значение минус Ро, а поскольку при каждом конкретном сопр жении преобразователей 1 и 2 посто нна  составл юща  стабильна по значению, то при повторных оборотах значение минус fj в регистре 24 пам ти подтверждаетс  повторной перезаписью . Очевидно, что устройство позвол ет выполн ть измерени  после первого оборота , который должен быть использован дл  измерени  fo и его компенсации. Однако это не отражаетс  на эффективности выполнени  поверки, так как потер  времени здесь незначительна по сравнению с общими затратами времени, а в итоге врем  поверки резко сокращаетс  за счет повыщени  производительности при обработке результатов измерений.

Поэтому технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства заключаетс  в повышении не только точности поверок , но и производительности выполн емых операций. Поскольку посто нна  составл юща  в измерительном сигнале, котора  затрудн ет обработку результатов, вычисл етс  и компенсируетс  в устройстве автоматически и с высокой точностью, то с аналогичной точностью определ етс  положение оси абсцисс на регистрируемых диаграммах . В результате исключаетс  вычисление положени  на диаграммах оси абсцисс графически методом последовательных приближений , исключаетс , следовательно, и врем , необходимое дл  этих вычислений, а также повышаетс  точность совмещени  семейства диаграмм и получени  конечного результата измерени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2788651, кл. G 08 С 9/00, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2724114/28, кл. G 08 С 19/28, 1979.