Способ компенсации динамической погрешности метода измерения перемещения при помощи измерительного преобразователя типа индуктосин, основанного на измерении сдвига фазы.

Abstract

В статье в результате выполненного анализа предложен способ компенсации динамической погрешности метода измерения перемещения при помощи измерительного преобразователя типа индуктосин, основанного на измерении сдвига фазы. Применение предложенного способа компенсации динамической погрешности позволит существенно расширить эксплуатационные характеристики метода измерения, а именно повысить точность измерения и существенно увеличить максимальное значение скорости перемещения заготовки.

Transducers of inductosyn type are widely used to measure displacements in various technical and technological fields. They are differed from others by their reliability, durability, low static measurement error, and ease of maintenance. Currently, a significant amount of equipment, which uses displacement meters based on transducers of inductosyn type is in operation. One of the methods for displacement measurement using inductosins is a method based on the conversion of angular displacement into a phase, a significant disadvantage of which is the presence of a dynamic error of the measurement method. Thus, the task of compensating dynamic error of the displacement measurement method using a measuring transducer of inductosin type, based on the measurement of phase shift, is relevant and is of some scientific and practical interest. The article considers a technique for dynamic error compensation of the displacement measuring method using a measuring transducer of inductosin type based on phase shift measurement, which does not require the use of additional devices to determine the speed of movement of the workpiece, such as tachogenerators. To determine the speed of movement of the workpiece, it is proposed to use the data obtained when measuring the movement with a measuring transducer of inductosin type using a measurement method based on the measurement of phase shift. It is noted that the proposed solution will fully compensate for the absolute dynamic error of the considered displacement measuring method only for cases of uniform or uniformly accelerated motion. In reality, the nature of the executive device motion is determined by the operation of a particular type of electric drive and its components, namely the control system, electric motor, as well as by the characteristics of technological equipment. In the general case, to determine the impact of equipment on the absolute dynamic error, it is necessary to conduct statistical studies for a specific type of electric drive and technological equipment. To implement the considered technique of dynamic error compensation, an upgraded structure of a microcontroller displacement meter using inductosin as a position tramsducer is proposed. The use of the technique of dynamic error compensation will significantly expand the operational characteristics of the measurement method, namely will increase the accuracy of measurement and significantly increase the maximum value of the workpiece movement speed.

Датчики типу індуктосин широко застосовуються для вимірювання переміщення в різних технічних і технологічних галузях. Вони відзначаються надійністю, довговічністю, низькою статичною похибкою вимірювання, простотою обслуговування. Нині в експлуатації знаходиться значна кількість обладнання, в якому використовуються вимірювачі переміщення на основі датчиків типу індуктосин. Одним із методів вимірювання переміщення з використанням індуктосинів є метод, що базується на перетворенні кутового переміщення в фазу, істотним недоліком якого є наявність динамічної похибки методу вимірювання. Таким чином, завдання компенсації динамічної похибки методу вимірювання переміщення за допомогою вимірювального перетворювача типу індуктосин, що базується на вимірюванні зсуву фази, є актуальним і становить певний науковий і практичний інтерес. У статті розглянуто спосіб компенсації динамічної похибки методу вимірювання переміщення за допомогою вимірювального перетворювача типу індуктосин, що базується на вимірюванні зсуву фази, який не потребує застосування додаткових приладів для визначення швидкості переміщення заготовки, наприклад тахогенераторів. Для визначення швидкості переміщення заготовки пропонується використовувати дані, отримані при вимірюванні переміщення за допомогою вимірювального перетворювача типу індуктосин із застосуванням методу вимірювання, що базується на вимірюванні зсуву фази. Відзначено, що запропоноване рішення дасть можливість повністю компенсувати абсолютну динамічну похибку розглянутого методу вимірювання переміщення тільки для випадків рівномірного або рівноприскореного руху. В реальності характер руху виконавчого органу визначається роботою конкретного типу електроприводу і його складових частин, а саме системи управління, електродвигуна, а також характеристиками технологічного обладнання. У загальному випадку для визначення впливу обладнання на абсолютну динамічну похибку необхідно проводити статистичні дослідження для конкретного типу електроприводу і технологічного обладнання. Для реалізації розглянутого способу компенсації динамічної похибки запропоновано модернізовану структуру мікроконтролерного вимірювача переміщення з використанням індуктосину як датчика положення. Застосування методу компенсації динамічної похибки дасть змогу істотно розширити експлуатаційні характеристики методу вимірювання, а саме – підвищити точність вимірювання, й істотно збільшити максимальне значення швидкості переміщення заготовки.