Динамо-машины  Прецизионные датчики, индукция 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49

Это означает что определение и регистрация значений дол5кны осуществляться со средней квадратической погрешностью ие более 0,36% от максимального из gi. Это достаточно жесткое условие, однако для датчика с погрешностью plusmn;3 аттестация будет выполняться со средней квадратической точностью порядка 0,15 .

Так же, как и в первом случае, способ допускает контроль точности вычисления б; и 6j.

Для этого достаточно произвести несколько разворотов статора, полученный результат усреднить, а по отклонению от среднего можно судить о точности аттестации.

Третпй способ основан па том, что спектральная характеристика результирующей погрешности определенным образом изменяется при сдвиге статора одного датчика относительно статора другого.

По этому и laquo;менению можно однозначно судить о спектрах погрешности обоих датчиков.

Допустим, что в составе погрешности проверяемого датчика имеется гармоника порядка v:

К (Ч*) = vs sin vP + V P-Для эталонного датчика:

Sv (Ф) = 6vs Ч + \c cos Уф.

Тогда в результирующей погрешности такая же гармоника будет равна

- Iv (Ф) = (vs - Ks) sin Ф + (V - О os =

= \s sin Уф + V ф. (102)

Если статор эталонного датчика повернуть в направлении вращения роторов на угол 6, то результирующая гармоника изменится:

i\s + 4 cos 6 + б;, sin е) sin vq gt; + (б -f 6;, sin e +

+ 6. cos e) cos гф = л;5 sin Уф + Д. cos уф. (103)

Из выражений (102) и (103) получаем четыре уравнения с четырьмя неизвестными б,, б.. б., б; в качестве известных величин используются Д.,, а. Решения для б. и б.-: имеют вид

1 г о

Характеристика погрешности датчика определяется no формуле

в(ф)= 2j (Йу51Пф + б,С05Уф), (104)

Хотя теоретически 6(ф) можно получить, йспользоЬав BCefo лишь один разворот статора эталона, практически же гармоники номеров, близких к

v- (105)

будут определены весьма грубо, так как для них значение котангенса будет большим.

Обойти указанную трудность можно лишь либо соответствующим подбором е, если это возможно, либо используя несколько разворотов статора при различных 6, каждый раз отбрасывая решения для гармоник, удовлетворяющих условию (105).

Решения для остальных гармоник можно использовать для контроля и определения устойчивости характеристики погрешности эталона от разворота к развороту.

Рассмотрим, с какой точностью определяются амплитуды гармоник Д,,5 и Л.,, если ординаты кривой измеряются с погрешностью б.

Можно показать, что погрешность определения амплитуды гармонической составляющей погрешности а[Ау5] определяется выражением

а [Д ] = с [\,] = j/ -! D т = /--.

Таким образом, амплитуды гармоник вычисляются тем точнее, чем больше число точек измерения.

Заметим, что при вычислении б по формуле (104) мы вновь проиграем в точности, и если при этом использовать все гармоники до порядка Q, то получим, естественно, такую же ошибку в определении б, как и во втором способе.

Однако теперь мы имеем возможность при вычислении б(ф) использовать лишь наиболее выделяющиеся гармоники погрешности и тем самым улучшить точность вычисления б(ф).

Рассмотрим вкратце вопрос о технической реализации сравнительных методов аттестации.

Наиболее ответственным звеном устройства является узел выделения результирующей погрешности.

При использовании дискриминаторов, фильтров и усилителей необходимо позаботиться о необходимой линейности и стабильности их характеристик в зоне рабочих значений , а также уровне шума и необходимых динамических качествах.

В качестве регистрирующих устройств могут быть использованы цифровые вольтметры, имеющие цифровой выход (например, вольтметр Щ14-12, с отиоситвлььюй точностью 10 *, скоростью до 50 преобразований в секунду и выходом в десятичном коде и стандартные перфораторы типа ПЛ-80 или ПЛ-150. Возможна также запись на магнитную ленту и иные носители информации. В качестве командного устройства может использоваться датчик меток, установленный в кинематической цепи привода роторов датчиков.

Если редуктор привода выполнить на колесах 4-й категории точности, среднее квадрэтическое значение погрешности отметки углов будет ие более 30-40 .

Несмотря на сравнительно большой объем вычислении, машинное время для современных ЭВМ составляет всего лишь единицы или десятки секунд.

В программе обработки данных может быть предусмотрено получение различных данных: спектральных характеристик погрешности, статистических характеристик и т. д.

Подведем итоги по рассмотренным методам сравнительной аттестации круговых индуктосинов.

1. При использовании сравнительных методов аттестации особо точных датчиков угла, в том числе индуктосинов, обеспечение точности измерений достигается за счет электроппой аппаратуры, причем благодаря действию законов статистики требуемая точность электронных и механических устройств оказывается относительно низкой.

2. Сравнительные методы позволяют автоматизировать процесс аттестации, а использование ЭВМ для обработки данных существенно повышает производительность труда при проведении измерений как при исследовательских работах, так и в производственных условиях.

3. Рассмотренные методы позволяют оценивать точность аттестации и устойчивость характеристик погрешности используемых датчиков.

Поскольку использование сравнительных методов аттестации с разделением погрешностей эталона и испытуемого датчика при их точностях порядка plusmn;0,5-Н plusmn;1 является по существу единственно реальной возможностью точной аттестации таких датчиков, можно полагать, что они найдут широкое применение.

20. ЭЛЕМЕНТЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНДУКТОСИНА

Основным содержанием расчета индуктосина является определение технологических допусков, обеспечивающих необходимую точность измерения угла.

Точные измерения угла с помощью индуктосина лишь сравнительно недавно вошли в практику приборостроения; по конструкциям обмоток датчика появляются все новые решения, расширяющие его метрологические возможности, поэтому предлагаемые ниже примеры расчета следует рассматривать лишь как первую попытку разработки обоснованной методики проектирования.

Индуктосин является хотя и главной, но только лишь частью измерительной системы, поэтому при его проектировании необходимо учитывать возможности измерительной схемы, которая может быть различной в зависимости от условий эксплуатации, элементной базы и других соображений.

Типовое задание на проектирование индуктосина с конструкцией типа раздельной сборки для измерительной системы должно включать в себя:

1. Требуемую предельную погрешность измерения угла, рад.

2. Характеристику посадочного места для индуктосина, обеспечиваемую потребителем:

а) радиальное биение вала, мм;

отклонение оси вала от оси вращения, рад; неперпеидикуляриость оси вращения посадочной поверхности для статора, рад.