[實用新型]一種轉軸速率精度檢測裝置

有效

• 申請號: 201420363956.3
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN204287217U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 余海盛;雷勉才;張新;楊連春
• 申請（專利權）人: 九江精密測試技術研究所
• 主分類號: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域：

本實用新型屬于一種旋轉軸角速率檢測裝置，特別涉及一種用定時測角法檢測設備旋轉軸角速率精度及平穩度的檢測裝置。

背景技術：

旋轉軸角速率精度及平穩度檢測，一直都是角速率檢測方面的難題，通常采用設備自身的角度傳輸到計算機來測量或者利用設備自身角度傳感器分頻出來的小角度脈沖信號來測量，由于都是基于設備自身的角度傳感器來進行測量，不符合計量檢定規則，檢測結果缺少說服力。目前針對于旋轉軸角速率精度及平穩度檢測(特別是慣性測試設備轉臺)，指標要求越來越高，使用科學的檢測裝置來測量其精度顯得越來越重要。

實用新型內容：

本實用新型的技術所解決問題是：克服現有檢測技術的不足，提供一種旋轉軸角速率檢測裝置，檢測結果真實可靠，檢測精度高。

本實用新型解決的技術解決方案為：包括圓光柵、雙讀數頭、細分盒、時鐘基準和FPGA電路，圓光柵通過底座與旋轉軸連接，由被測旋轉軸帶動其旋轉，所述的雙讀數頭固定在一固定裝置上，該固定裝置為一個圓環或者一個面板，兩個讀數頭位置相對180°的位置，雙讀數頭與圓光柵的相對位置與圓光柵讀數頭相匹配，雙讀數頭與光柵讀數頭相匹配調整好后由固定支架固定，讀數頭信號經細分盒細分后進入FPGA，時鐘基準信號進入FPGA，由FPGA電路完成細分盒信號的解碼，轉換為角度序列，完成時鐘基準信號的解碼，轉換為時鐘序列，二者組合編碼為時鐘角度數字序列，通過通訊接口傳輸到上位機進行處理。

附圖說明：

圖1為本實用新型的組成結構圖。

圖2為本實用新型的具體組成結構圖。

具體實施方式：

如圖2所示，本使用新型包括圓光柵、雙讀數頭、細分盒、時鐘基準和FPGA電?路。圓光柵通過底座與旋轉軸連接，由被測旋轉軸帶動其旋轉。雙讀數頭按照光柵讀數頭安裝要求調整好后由固定支架固定，讀數頭信號經細分盒細分后進入FPGA，時鐘基準信號進入FPGA。由FPGA電路完成細分盒信號的解碼，轉換為角度序列，完成時鐘基準信號的解碼，轉換為時鐘序列，二者組合編碼為時鐘角度數字序列，通過通訊接口傳輸到上位機軟件進行處理，根據角速率精度的計算規則計算角速率精度及平穩度。

圓光柵可以根據檢測的要求選用不同精度的圓光柵。本發明選用的時RENISHAW的的帶參考零位的增量式圓光柵RESD20USA200。此編碼器為31488線，系統精度為1.11″。雙讀數頭均選用RENISHAW的SR010A讀數頭。細分盒為2個RENISHAW的SigNum系列SI-NN-0200型細分盒，細分倍數為200倍。圓光柵經讀數頭、細分盒處理的信號為每圓周6297600個差分脈沖信號。時鐘晶振選用的是武漢大眾的恒溫晶振OSC5A2B，時鐘準確度高于5×10^-8。

差分脈沖信號和時鐘基準信號進入FPGA電路后，通過FPGA編寫固件程序，進行時鐘和角度的編碼，以1000Hz(可以更高)的頻率通過USB接口發送數據(時鐘角度數字序列)。計算機接收數據，按照角速率檢測中定時測角的計算方法，通過分析數據中的定時間隔的角度數據，來計算角速率精度及平穩度。

速率精度及平穩度的測量精度其中τ為測角間隔內角度精度，θ為定角間隔。而其中為測角間隔內的角度精度，t旋轉軸運行測角間隔角度所需的時間，ε為時鐘晶振精度。因此速率精度及平穩度的測量精度公式如下：

其中為測角間隔內的角度精度，t旋轉軸運行測角間隔角度所需的時間，ε為時鐘晶振精度，θ為定角間隔。