SU868337A1 - Способ контрол погрешностей круговых шкал - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля погрешностей прецизионных многополюсных преобразо- _ вателей угловых величин. .

Известен способ равных интервалов для контроля погрешностей многополюсных преобразователей угла, заключающийся в том, что сравнивают параметры (например, Фазы) выходных ¹⁰ напряжений преобразователя угла и эталонного устройства при последовательном повороте ротора преобразователя угла и производят отсчет углрвого положения ротора посредством 15 высокоточного угломерного устройства. Погрешность преобразователя угла определяют как разность’ отсчитанного значения угла и расчетного значения [1 ]. 20

Недостатками способа являются ограниченность его использования, так как он не позволяет измерять длиннопериодическую погрешность многополюсного преобразователя угла, и малая 25 точность измерения, так как. в погрешность измерения входит погрешность угломерного устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля погрешности; 30 круговых шкал, заключающийся в том, что последовательно поворачивают шкалу на угол, укладывающийся целое число раз в периоде контролируемой погрешности, при каждом положении шкалы производят два отсчета с фиксированным угловым интервалом, по полученной серии отсчетов вычисляют погрешности шкалы [2].

Недостатком известного способа, является невозможность его использования при контроле погрешностей многополюсных преобразователей угла.

Цель изобретения - контроль погрешностей многополюсных преобразователей угла.

Поставленная цель достигается тем, что фиксированный угловой интервал получают путем поворота ротора преобразователя угла.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - кривые идеальной и реальной функций преобразования многополюсного преобразователя угла.

Устройство содержит статор 1, к обмоткам которого подведено напряжение U питания переменного тока, и ротор 2 контролируемого преобразователя, приводы 3 и 4 поворота стато ра и ротора соответственно, отсчетные шкалы 5 и 6 углов поворота приводов 3 и 4_t отсчетный блок 7, по которому производят отсчет значения функции преобразования преобразователя. В качестве отсчетного блока при контроле многополюсного преобразо- < нагеля угла, работающего в режиме фазовращателя, можно использовать электронные фазометры или он может быть выполнен в виде синусно-косинусного вращающего трансформатора, установленного в угломерный прибор, первичные обмотки которого подключены к выходным обмоткам ротора 2 контролируемого преобразователя, а вторичные обмотки через фазосдвигающие контуры к фазовому нуль-индикатору. При контроле многополюсного преобразователя угла, работающего в амплитудном режиме, отсчетный блок можно выполнять в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора, установленного в угломерный прибор, с первичными обмотками, подключенными к выходным обмоткам ротора 2 контролируемого преобразователя, и вторичными обмотками - к нуль-индикатору или вольтметру.

На Фиг. 2- по оси абсцисс отложены углы р_о , Рл / Р₂· · -fy’··- причем Р = ^' ~ Pj.-f ~ угол, значение которого укладывается целое число раз в периоде, контролируемой погрешности и на который последовательно поворачивают статор, по оси ординат отложены значения Функции преобразования ψ , Vj и ψ^·, j и Qj-- значения идеальной и реальной функции преобразования в угловых положениях статора относительно ротора многополюсного преобразователя угла, равных PjH +с/, ρ коэффициент электрического преобразования масштаба, численно равный числу пар полюсов преобразователя угла, максимальное значение функции преобразования, Οί- - фиксированный угловой интервал, на который поворачивается ротор преобразователя.

Способ осуществляется следующим образом.

Ротор '2 с помощью привода 4 поворачивают до положения, при котором на шкале 6 устанавливается нулевой отсчет. Статор 1 с помощью привода 3 поворачивают до положения, при котором по шкале отсчетного блока 7 устанавливается нулевое значение Функции . преобразования - первый отсчет . Шкалу 5 устанавливают в нулевое положение.

Приводом 4 по шкале 6 ротор 2 поворачивают на фиксированный угловой интервале/ , производят второй отсчет значения функции преобразования ψ₀ по шкале отсчетного блока 7 и возвращают ротор в исходное положение по шкале 6.

Приводом 3 по шкале 5 статор 1 поворачивают на угол и производят третий отсчет по шкале отсчетного устройства 7.

Приводом 4 по шкале 6 ротор 2 поворачивают на угловой интервал производят четвертый отсчет по шкале отсчетного блока 7 и возвращают ротор в исходное положение по шкале 6.

Проводят описанные операции η раз до поворота статора 1 на угол

2К — -р при измерении короткопериодических погрешностей, период которых равен или меньше угла 2Х , и

Р

21С -р при измерении длиннопериодических погрешностей, период которых больше угла 27Г или равен 2/С. ·

Ρ

При измерении короткопериодических погрешностей фиксированный угловой интервал oL выбирают равным или меньX шим - . Например, если короткопериодическая погрешность состоит из од27t ной гармоники с периодом --- , то cL ^Р X целесообразно принять равным —— .

При измерении длиннопериодических погрешностей фиксированный углевой интервал о/ выбирают равным или меньшим X. Например, если длиннопериодическая погрешность состоит из одной гармоники с периодом 21t, то oL. целесообразно принять равнымХ.

По результатам испытаний получают серию отсчетов функции преобразования мцогополюсного преобразователя угла Ψ о > % ? . 41 , . <?, , Wj .. · , по которым вычисляют значения короткопериодических или длиннопериодических погрешностей следующим образом.

Для вычисления гармоник короткопериодической погрешности по полученной серии отсчетов (1) вычисляют значения погрешностей равных разности истинных погрешностей преобразователя угла в положениях р: и jp статора 1, по формуле

Δ*»· (рр₊ Р<). 2

Полученную экспериментальную функцию (2) разлагают в ряд Фурье и определяют амплитуды йЧ’Л.-и начальные Фазы гармонических составляющих разностной погрешности.

По формулам .и __ ^й ПИ ' 251И 1 (Pdf2) 3

If . _ j Bi 4 s

вычисляют амплитуды и фазы гармонических составляющих короткопериодичееких погрешностей многополюсных преобразователей угла.

Методика вычисления длиннопериодических погрешностей преобразовате- ля угла»аналогична методике вычисления короткопериодических погрешностей, но в формулах (3) и (4) необходимо положить р = 1, Формула 2 принимает вид (^ς)

На практике длиннопериодическая погрешность многополюсных преобразователей угла, например, параметрического типа, содержит, как правило, одну гармоническую составляющую с периодом 2 It, т.е. ΐ = 1. В этом случае ci выбирают равным 7Г, а вычисление значений длиннопериодической погрешности сводится к вычислению разностной погрешности по формуле (2) и вычислению значений погрешностей и начальной фазы длиннопериодическрй погрешности по формулам

Предлагаемой способ позволяет производить контроль (аттестацию) короткопериодических и длиннопериодических погрешностей многополюсных преобраэователей угловых величин с высокой точностью. Погрешность контроля определяется в основном погрешностью отсчетного блока. При контроле короткопериодических погрешностей дл? преобразователей угла с коэффициентом электрического преобразования масштаба угла равным 128-256 и погрешности отсчетного блока 1 угловая минута погрешность контроля составляет 0,25-0,5 угловых секунд. При контроле длиннопериодических погрешностей с интервалом контроля,кратным углу 21Г — , точность контроля может быть повышена до 0,2-0,3 угловых секунд, так как отсчетный блок в этом случае используется в режиме нуль-индикатора.

Claims (2)

1 -. Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  погрешностей прецизионных многополюсных преобразо вателей угловых величин. Известен способ равных интервалов дл  контрол  погрешностей много полюсных преобразователей угла, заключающийс  в том, что сравнивают параметры (например, Фазы) выходных напр жений преобразовател  угла и эталонного устройства при последовательном повороте ротора преобразов тел  угл и производ т отсчет углрвого положени  ротора посредством высокоточного угломерного устройства . Погрешность преобразовател  угла определ ют как разность отсчитанного значени  угла и расчетного значени  13-. Недостатками способа  вл ютс  ограниченность его использовани , так как он не позвол ет измер ть длиннопериодическую погрешность многбпрлюс ного преобразовател  угла, и мала  точность измерени , так как.в погрешность измерени  входит погрешност . угломерного устройства. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ контрол  погрешности круговых шкал, заключающийс  в том, что последовательно поворачивают шкалу на угол, укладывающийс  целое число раз в периоде контролируемой погрешности, при каждом положении шкалы производ т два отсчета с фиксированным угловым интервалом, по полученной серии отсчетов вычисл ют погрешности шкалы 2. Недостатком известного способа,  вл етс  невозможность его использовани  при контроле погрешностей многополюсных преобразователей угла. Цель изобретени  - контроль погрешностей многополюсных преобразователей угла. Поставленна  цель достигаетс  тем, что фиксированный угловой интервал получают путем поворота ротора преобразовател  угла. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - кривые идеальной и реальной функций преобразовани  многополюсного преобразовател  угла. Устройство содержит статор 1, к обмоткам которого подведено напр жение и питани  переменного тока, и ротор 2 контролируемого преобразовател , приводы 3 и 4 поворота статоf )a и ротора соответственно, отсчетные школы 5 и б углов поворота приподов 3 и 4, отсчетный блок 7, по ко торому производ т отсчет значени  функции преобразовани  преобразовате л . В качестве отсчетного блока прк контроле многополюсного преобразовател  угла, работающего в режиме фазовращател , можно использовать электронные фазометры или он может быть выполнен в виде синусно-косинусного вращающего трансформатора, установленного в угломерный прибор, первичные обмотки которого подключены к выходным обмоткам ротора 2 контролируемого преобразовател , а вторичные обмотки через фазосдвигающие контуры к фазовому нуль-индикатору . При контроле многополюсного пре образовател  угла, работающего в амплитудном режиме, отсчетный блок мож но выполн ть в виде синусно-косинусного вращающегос  трансформатора, ус тановленного в угломерный прибор, с первичными обмотками, подключенными к выходным обмоткам ротора 2 контро лируемого преобразовател , и вторич ными обмотками - к нуль-индикатору или вольтметру. На Лиг. 2- по оси абсцисс отложен углы ро ,N , Ра--РГ- - угол, значение которого укла дываетс  целое число раз в периоде. контролируемой погрешности и на кот рый послеДовательно поворачивают статор, по оси ординат отложены зна чени  функции преобразовани  Ч V-J и Vlj, vf,% и l, - значени  идеальной и реальной функции преобразовани  в у ловых положени х статора относитель но ротора многополюсного преобразовател  угла, равных PJИ р +af., р коэффициент электрического преобразовани  масштаба, численно равный ч лу пар полюсов преобразовател  угла максимальное значение функции преобразовани , OL - фиксированный угловой интервал, на который повора чиваетс  ротор преобразовател . Способ осуществл етс  следующим образом. Ротор 2 с помощью привода 4 пово рачивают до положени , при котором на шкале 6 устанавливаетс  нулевой отсчет. Статор 1 с помощью привода поворачивают до положени , при кото ром по шкале отсчетного блока 7 устанавливаетс  нулевое значение Функ ции . преобразовани  - первый отсчет «f(J. Шкалу 5 устанавливают в нулевое положение. Приводом 4 по шкале б ротор 2 поворачивают на фиксированный угловой интервалов , производ т второ отсчет значени  функции преобразова ни  Q ПО шкале отсчетного блока 7 и возвращают ротор в исходное полож ние по шкале 6. Приводом 3 по шкале 5 статор 1 поворачивают на угол и производ т третий отсчет f по шкале отсчетного устройства 7. Приводом 4 по шкале 6 ротор 2 поворачивают на угловой интервал Х/, производ т четвертый отсчет по шкале отсчетного блока 7 и возвращают ротор в исходное положение по шкале 6. Провод т описанные операции п раз до поворота статора 1 на угол -- -р при измерении короткопериодических погрешностей, период которых равен или меньше угла 2 , и 21С - 1% при измерении длиннопериодических погрешностей, период которых больше угла или равен 2/Г. . Р При измерении короткопериодических погрешностей фиксированный угловой интервал Сб выбирают равным или мень1Г шим . Например, если короткопериодическа  погрешность состоит из одной гармоники с периодом целесообразно прин ть равным При измерении длиннопериодических погрешностей фиксированный угловой интервал cL выбирают равным или меньшим It. Например, если длиннопериодическа  погрешность состоит из одной гармоники с периодом 27С, то с целесообразно прин ть равным It. По результатам испытаний получают серию отсчетов функции преобразовани  мрогополюсного преобразовател  угла fo о - fi V2.Vi ...- , ... (J,, (fj, , по которым вычисл ют значени  короткопериодических или длиннопериодических погрешностей следующим образом . Дл  вычислени  гармоник короткопериодической погрешности по полученной серии отсчетов (1 вычисл ют значени  погрешностей AV jTft,), равных разности истинных погрешностей преобразовател  угла в положени х р; и//% статора 1, по формуле л(1%)(), Полученную экспериментальную функцию (2) разлагают в р д Фурье и определ ют амплитуды Л -и начальные Ьа1пГ1 зы 4 гармонических составл ющих разностной погрешности. По формулам А - .У - 251Hi{Pa/2) f .--ч --1 . rvJ г.. т л т си 01 вычисл ют амплитуды и фазы гармонических составл ющих короткопериодических погрешностей многополюсных преобразователей угла. Методика вычислени  длиннопериодических погрешностей преобразовате л  угла аналогична методике вычислени  короткопериодических погрешноетей , но в формулах (3) и (4) необхо димо положить р 1, формула 2 принимает вид ;(). (5) На практике длиннопериодическа  погрешность многополюсных преобразователей угла, например, параметричес кого типа, содержит, как правило, одну гармоническую составл ющую с пе риодом 21f, т.е. i 1. В этом случае ot выбирают равным иг, а вычисление значений длиннопериодической погрешности сводитс  к вычислению разностной погрешности по формуле (2) и вычислению значений погрешностей и начальной фазы длиннопериодическрй погрешности по формулам .. 2 Предлагаемой способ позвол ет пр изводить контроль (аттестацию) коро копериодических и длиннопериодических погрешностей многополюсных прео разователей угловых величин с высок точностью. Погрешность контрол  определ етс  в основном погрешностью отсчетного блока. При контроле короткопериодических погрешностей дл преобразователей угла с коэффициентом электрического преобразовани  масштаба угла равным 128-256 и погрешности отсчетного блока 1 углова  минута погрешность контрол  составл ет 0,25-0,5 угловых секунд. При контроле длиннопериодических погрешностей с интервалом контрол ,кратным углу 2Г - , точность контрол  может быть повышена до 0,2-0,3 угловых секунд, так как отсчетный блок в этом случае используетс  в режиме нуль-индикатора . Формула изобретени  Способ контрол  погрешностей круговых шкал, заключающийс  в том, что последовательно поворачивают шкалу на угол, укла,цывающийс  целое число раз в периоде контролируемой погрешности , при каждом положении шкалы производ т два отсчета с фиксированным угловым интервалом, о т л и .чающийс  тем, что, с целью контрол  погрешностей многополюсных преобразователей угла, фиксированный угловой интервал получают путем поворота ротора преобразовател  угла . Источники инд)0рмации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бычатин Д.А. и Гольдман И.Я. Поворотный индуктосин. Л.; Энерги , 1969, с. 85-94.

2.Эйдинов В.Я. Измерение углов в машиностроении. М., Стандартгиз, 1963, о. 284-287 (прототип).

5