步距精度的簡易數(shù)字測(cè)試
張文海(成都電機(jī)廠610051)
1 引 言
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距精度的測(cè)試方法有很多種，如光電編碼器法、工具顯微鏡法、光學(xué)分度頭法等。這些方法的測(cè)量裝置都是一些大型固定設(shè)備，機(jī)動(dòng)性差，給測(cè)試帶來不便。為此，本文提出用相位計(jì)測(cè)量步距精度，它具有靈活、機(jī)動(dòng)、數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。
2測(cè)試原理
測(cè)試原理如圖1所示。被測(cè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與一臺(tái)單極感應(yīng)移相器同軸連接，感應(yīng)移相器作角度傳感器，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移，轉(zhuǎn)換成電的相位移，在相位計(jì)上顯示的相位移角度，就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移角度，從而便可方便地計(jì)算出步距誤差。
3測(cè)試方法和步驟
測(cè)試電路如圖2所示。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過一驅(qū)動(dòng)調(diào)零裝置，與20yg4型感應(yīng)移相器同軸連接。20yg4是一種外徑20mm，頻率4khz，激磁15v的移相器，d1d2和d3d4為它的定子90o正交繞組，其中d1d2作激磁，d3d4短路作補(bǔ)償。z1z2租z3z4為轉(zhuǎn)子90o正交繞組，兩繞組分別連接設(shè)計(jì)選定的移相電阻r和移相電容c后，兩繞組的合成輸出電壓便恒定在5v，但相位對(duì)于原邊激磁電壓，隨轉(zhuǎn)角可在oo～360o之間變化，進(jìn)行相移。測(cè)試時(shí)，通過一電位計(jì)r1，將原邊激磁電壓降壓后，接入相位計(jì)作參考信號(hào)，副邊移相輸出電壓接入相位計(jì)作被測(cè)信號(hào)，測(cè)試步驟為，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)先通電靜態(tài)鎖定，移相器因同軸連接亦跟隨鎖定，此時(shí)，相位計(jì)上則顯示一個(gè)移相器的隨機(jī)相位角度，為了讀數(shù)計(jì)算方便，這時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)移相器機(jī)殼，使相位計(jì)顯示0。，并固定；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開始步進(jìn)一步，這時(shí)相位計(jì)不再為0o，它顯示的相位角等于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)一步的步距角，將這步距角度，與理論步距角度相減，即為步進(jìn)一步的步距誤差，記下誤差。調(diào)節(jié)移相器回到初始位置，使相位計(jì)仍顯示0o，此后步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)二步，記下第二步誤差。再將移相器調(diào)到初始位置oo，記下第三、第四步誤差，直到一周完畢。
4測(cè)量數(shù)據(jù)的處理
這種方法有兩個(gè)關(guān)鍵問題需解決。一是用作角度傳感器的單極感應(yīng)移相器，一般移相精度不高。如國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的i級(jí)精度為士15’。用這種精度的移相器去測(cè)只有幾分誤
差的步距精度。二是用作測(cè)量相位移的相位計(jì)，測(cè)量精度也不能作得很高。如國內(nèi)的hg4180型相位計(jì)，它的測(cè)量精度****的低頻段(20khz以下)，測(cè)量誤差士o．1士5個(gè)數(shù)字。用它去測(cè)量只有幾分的步距誤差，顯然不行。但可進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即如上述對(duì)二者進(jìn)行固定定點(diǎn)測(cè)試(0o，一步定點(diǎn))，此時(shí)二者的綜合誤差基本是固定的，無論它有多大，影響的只是相對(duì)誤差，而不影響****誤差，這樣測(cè)試是可行的。這里一組數(shù)據(jù)，是用相位計(jì)法和傳統(tǒng)光學(xué)分度頭法對(duì)39byg450型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行步距精度測(cè)試的比較。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)理論步距角為1o48’，選用的感應(yīng)移相器20yg4，頻率為4khz，實(shí)際移相精度為士11’。數(shù)據(jù)如附表所示。
從附表數(shù)據(jù)可知，二者相對(duì)誤差差距較大，但它們的****誤差則相近。可見，用相位計(jì)測(cè)步距精度是可行的，只要有相位計(jì)，感應(yīng)移相器，再設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)調(diào)零裝置，便可進(jìn)行步距精度測(cè)試。
5結(jié)語
驅(qū)動(dòng)調(diào)零裝置，應(yīng)保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和移相器有較高的同心度，否則會(huì)引起較大的測(cè)試誤差。調(diào)整相位計(jì)的參考信號(hào)和被測(cè)信號(hào)相等，以保證儀器的測(cè)量精度。圖2中的r1，就起這個(gè)作用。r1阻值應(yīng)選大點(diǎn)，一般幾千歐碳膜電位計(jì)即可。用作角度傳感器的感應(yīng)移相器有多種，可任意選取，如果有低頻50hz的感應(yīng)移相器，測(cè)試更方便。
用相位計(jì)測(cè)量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距精度，簡單，方便，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，具有數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)。但需有一個(gè)驅(qū)動(dòng)調(diào)零裝置。
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