Разработка и исследование гониометрических систем контроля преобразователей угла

• Автор: Агапов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА
1.1 Цифровые преобразователи угла
1.1.1 Классификация цифровых преобразователей угла
1.1.2 Контролируемые параметры ЦПУ
1.2 Методы контроля точности цифровых преобразователей угла
1.2.1 Контроль ЦПУ с помощью угломерных приборов и мер
1.2.2 Контроль ЦПУ с помощью образцового преобразователя угла
1.3 Лазерный гониометр
1.3.1 Обобщенная схема и принцип действия лазерного гониометра
1.3.2 Анализ случайной погрешности лазерного гониометра
1.3.3 Контроль точности ПУ с помощью лазерного гониометра
1.4 Выводы по главе и постановка задач исследования
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ЛАЗЕРНОЙ ГОНИОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦПУ
2.1 Анализ технических требований к ЛГС
2.2 Классическая схема ЛГС для калибровки ЦПУ
2.3 Методы увеличения точности измерений ЛГС
2.3.1 Метод кросс-калибровки в задаче увеличения точности ЛГС
2.3.2 Метод кросс-калибровки с применением Фурье-анализа в задаче увеличения точности контроля преобразователей угла
2.4 Динамическая гониометрическая система с инкрементным ЦПУ в качестве образцового преобразователя угла
2.4 Применение ДГС при разработке высокоточных ЦПУ
2.5 Расширение диапазона рабочих угловых скоростей ЛДГ
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТА ИЗМЕРЕНИЯ
УГЛА И ДОСТОВЕРНОСТЬ КОДА ЦПУ
ЗЛ Реальные распределения погрешностей ЦПУ
3.2 Идентификация формы закона распределения погрешности
3.2.1 Построение гистограммы
3.2.2 Критерий согласия Пирсона
3.3 Достоверность кода
3.4 Исследования случайной погрешности ЛГС
3.4.1 Статистическое распределение результатов измерений
3.4.2 Функция распределения единичного результата измерений
3.5 Экспериментальное определение достоверности кода ЦПУ
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЦПУ
4.1 Оценка динамической погрешности преобразователя угла
4.2 Анализ основных источников динамической погрешности ЛГС
4.2.1 Оценка динамической погрешности кольцевого лазера
4.2.2 Оценка динамической погрешности нуль-индикатора
4.2.3 Оценка полной динамической погрешности ЛГС
4.3 Методика измерения динамической погрешности ЦПУ
4.4 Динамическая погрешность фотоэлектрического кодового ЦПУ
4.5 Динамическая погрешность кодового ЦПУ, выполненного на основе СКВТ
4.6 Динамическая погрешность инкрементных ПУ
4.6.1 Преобразователь угла RON
4.6.2 Преобразователь ПКГ-105М
4.7 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Контроль точности преобразователей угла (ПУ) с информационной емкостью 11 бит и более (с дискретностью преобразования от единиц угловых секунд) является очень сложной и трудоемкой измерительной задачей, которая к настоящему времени получает все более эффективные решения.
Преобразователи угла находят широкое применение в различных автоматических системах навигации, контроля и управления, роботах, и во многом определяют функциональные возможности системы в целом. Поэтому к точности ПУ предъявляются очень высокие требования. Широкое применение в оборонной технике позиционных цифровых преобразователей угла и угловой скорости (в высокоточном оружии, информационно-управляющих системах, системах управления движением подвижных объектов и т.д.) определяет необходимость создания современной системы их метрологического обеспечения. Используемое в настоящее время метрологическое обеспечение преобразователей угол-код характеризуется рядом существенных недостатков. Контроль и поверка преобразователей производится обычно либо помощью с делительных головок, характеризующихся малым разрешением, существенными погрешностями и отсутствием возможности автоматизации процесса контроля, либо с использованием преобразователя угла такого же типа, принимаемого в качестве образцового. Для устранения указанных недостатков необходимо создание автоматизированной системы контроля параметров преобразователей угла в процессе их производства и приемо-сдаточных испытаний.
При проведении метрологической аттестации и периодической поверки преобразователей угла основной проблемой является выбор метода и средств поверки ПУ. Результатом поверки должна быть оценка абсолютной погрешности ПУ по входу. На практике ее значения находят в виде разности
Задаче оценки закона распределения вероятностей результата измерения угла лазерной гониометрической системой и определения достоверности кода ЦПУ посвящена глава 3 диссертационной работы.
Современные системы контроля точности ЦПУ должны производить оценку динамической погрешности преобразователей — систематической составляющей погрешности ЦПУ, зависящей от характера движения его ротора. В главе 4 предложен метод контроля динамической погрешности ПУ с помощью динамической гониометрической установки, приведены результаты его практического применения для контроля динамической погрешности кодовых преобразователей угла различного типа.
Таким образом, можно сформулировать следующие задачи исследования:
- разработка методов повышения точности контроля преобразователей угла с использованием динамических гониометрических систем;
- разработка динамической гониометрической системы, обеспечивающей контроль точностных характеристик преобразователей в широком диапазоне угловых скоростей;
- оценка законов распределения погрешности динамической гониометрической системы и контролируемого преобразователя угла;
- разработка метода оценки динамической погрешности преобразователей угла с использованием динамических гониометрических систем;
- экспериментальная апробация предложенных методов.