機床傳動誤差的測量器械及測量方法
發布時間:2013-4-10
3.1機床(chuáng)傳動誤差比相(xiàng)測量方法
兩傳感器的輸出信號θ1、θ2之間的相位關係反映了(le)傳動(dòng)鏈的傳動誤(wù)差。當傳動(dòng)誤差TE=0,即傳動比恒定時,θ1、θ2之間保持恒定的相位關(guān)係;當(dāng)傳(chuán)動比i發生變化時,θ1、θ2之間的相位關係也隨(suí)之發生(shēng)變化。比相測量(liàng)法就是通過測(cè)定θ1、θ2之間的相(xiàng)位(wèi)關係(xì)來間接測(cè)量傳動誤差TE。隨(suí)著(zhe)數字技術、計算(suàn)機(jī)技術的發展,比(bǐ)相測量法經曆了從模擬比相→數字比相→計算機數字(zì)比相的發(fā)展過程。 (來自(zì)http://www.sdxyjc.com)
(1)模擬(nǐ)比相法
常(cháng)用的觸(chù)發式相位(wèi)計即采用了模擬比相法。模擬比相的原理:兩路信號經(jīng)分頻後變為同頻率信號進入比相計,它(tā)們之間的(de)時(shí)差Δt取決於θ1、θ2之間的(de)相位差δ(t)。經(jīng)雙穩態觸發器鑒別後,Δt變換為與比相矩形波占空比相(xiàng)對應的模擬量Δu,占空比的變化即反映了傳(chuán)動鏈的傳動誤差。
模擬比相測量(liàng)係(xì)統存在以下(xià)問題:①δ(t)是以2π為周期並按一定規律變化的周期函數,設f為相位變(biàn)化頻率,ω=2πf為角頻率(lǜ),則有δ(t)=δ(ωt)。兩信(xìn)號比相時,相位測(cè)量是以1/f為周期(qī)的重複(fù)測(cè)量,由條件0≤δ(ωt)≤2π可(kě)知,Δu與δ(t)具有線性關(guān)係。由於δ(ωt)呈周(zhōu)期(qī)變化,因此要求模擬記錄表頭的時間常(cháng)數τ小於被測變化相位差的周期,即τ≤1/f,否則在前一個相位變(biàn)化周期內還未(wèi)獲得準確讀數時,後一個周(zhōu)期已(yǐ)開始重複,這樣就無法實時記錄相位差的變(biàn)化。因此模擬(nǐ)比相法的(de)動態測(cè)量性能較差,不能適應(yīng)實時分析處(chù)理的動態(tài)測量要求。②測量(liàng)分辨率與測量範圍相互製約,如提高分辨率,則會減小量程,為此需配置量程選(xuǎn)擇電路,被測信號的相(xiàng)位差必須小於360°。③要求進入比相計的兩路信號頻率相同,即隻能進行同頻比相,因此兩路信號的分頻/倍頻器(qì)必須滿足傳動比變(biàn)化要(yào)求,電(diàn)路結構複雜,抗幹(gàn)擾能(néng)力(lì)差,適用範圍較小。
(2)數字比相法
數字比相采用邏輯門和計數器來實現,相位差直(zhí)接以數字量形式(shì)輸出。比(bǐ)相(xiàng)原理:兩同頻信號θ1、θ2經放大整形後得(dé)到兩組脈衝(chōng)信(xìn)號u1、u2,它們分(fèn)別通過邏輯門電路控製計數器的開、關。計數器的計數結果即為θ1、θ2之間的時間間隔(gé)Δt,它(tā)與相位(wèi)差δ(t)成正比。設比相信號(hào)周期為T,則(zé)有δ(t)=2πΔt/T。
數字比(bǐ)相(xiàng)測(cè)量法的主要特點為:①由於Δt值不僅取決於(yú)兩信號的相位差δ(t),而且還與兩信號的頻率(lǜ)有關。因(yīn)此,為獲得較高精度的測量結果,就必須(xū)保(bǎo)證兩比相脈衝信號和時鍾信號均有較高精度。在一個比相周期T內,任何引起比相信號頻率變化(huà)的因素都將影響測量結果。②雖然數(shù)字(zì)比相彌補了模擬(nǐ)比相的一些不足,測量穩定性和可靠性有所提高,但仍然隻能適(shì)用於同頻比相。
(3)微機細分(fèn)比相法
20世紀(jì)80年代以來,測試儀器微機化成為測量技術的重要發展趨勢(shì)。在機床傳動誤差測量中,微機細分(fèn)比(bǐ)相法開始得到廣泛應用。