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    重庆时时彩组六绝招: 旋转轴相位差校准系统.pdf

    关 键 词:
    旋转轴 相位差 校准 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110151864.X

    申请日:

    2011.06.08

    公开号:

    CN102221633A

    公开日:

    2011.10.19

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01P 21/02申请日:20110608授权公告日:20131030终止日期:20140608|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01P 21/02申请日:20110608|||公开
    IPC分类号: G01P21/02 主分类号: G01P21/02
    申请人: 中北大学
    发明人: 马铁华; 靳鸿; 张艳兵; 张红艳; 沈大伟; 王燕; 刘飞; 付永乐; 梁高翔
    地址: 030051 山西省太原市尖草坪区学院路3号
    优先权:
    专利代理机构: 北京太兆天元知识产权代理有限责任公司 11108 代理人: 傅权;赵水茂
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110151864.X

    授权公告号:

    |||102221633B||||||

    法律状态公告日:

    2015.08.05|||2013.10.30|||2011.11.30|||2011.10.19

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开的旋转轴相位差校准系统包括旋转轴转速的校准系统--用于校准测量旋转轴转速的仪器、旋转轴相位差校准系统一用于校准测量旋转轴相位差的仪器两个技术方案,属测量或计量技术领域,本发明的技术方案优点有:这种校准系统克服现有技术中无法对转速、相位差(扭矩)测试仪器进行校准的问题,为旋转轴转速和相位差(扭矩)测试仪器提供一个校准仪器及其校准精度,具有实用意义,能实现对一些如容栅、光栅、霍尔、磁栅、红外、光电、光电编码器等旋转轴转速测试仪及容栅、光栅、磁栅等旋转轴相位测试仪等进行校准;本发明的校准系统结构简单且灵活,旋转轴的转速可调,套筒可更换,套筒之间的距离也可调,操作方便,应用广泛。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种旋转轴校准系统,用于校准测试旋转轴转速的仪器或装置,特征在于:该校准系统包括有:一台电机及其驱动的旋转轴、安装旋转轴的支架及支架上安装的套筒1。

    2.  根据权利要求1所述的旋转轴校准系统,特征在于:
    a.所述的旋转轴的前端由电机轴通过联轴器连接在同轴线上;
    b.所述的旋转轴的中部可转动地设置或安装在支架上;
    c.所述的支架上安装的套筒1由同轴线设置或安装的外筒1与内筒1组成,内筒1靠随动套1安装在旋转轴上,外筒1安装在支架上。

    3.  根据权利要求1所述的旋转轴校准系统,特征在于:
    I.首先该校准系统的测试旋转轴转速的仪器或装置要进行标定,该标定须在旋转轴转速的标定系统中或采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行;
    II.标定之后的测试旋转轴转速的仪器或装置可作为被校准部分,在本校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置按照校准要求安装在本校准系统中;②.检测校准部分和被校准部分的安装、连接是否正确、可靠;③.启动电机,控制旋转轴转动,产生标称转速,并用被校准部分测出旋转轴的实际转速;④.按照校准要求,重复③.步骤或过程,改变旋转轴的转速,得到校准用一系列旋转轴的标称转速及与之对应的实测转速;⑤.实测转速与标称转速进行对比,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置的校准。

    4.  一种旋转轴相位差校准系统,用于校准测试旋转轴相位差的仪器或装置,特征在于:该校准系统包括有:一台电机及其驱动的旋转轴、旋转轴的支架及支架上安装的套筒1、旋转轴后端安装的定位座、定位座上安装的套筒2、一分度头及分度头爪上安装的短轴。

    5.  根据权利要求4所述的旋转轴相位差校准系统,特征在于:
    a.所述的旋转轴的前端与电机轴通过联轴器连接在同轴线上;
    b.所述的旋转轴的中部可转动地设置或安装在支架上;定位座可转动地设置或安装在旋转轴后端,通过定位座旋转轴后端与短轴前端同轴线地设置或安装在一起,短轴前端与定位座固连一起,短轴的尾端与分度头爪固连一起;
    c.所述的支架上安装的套筒1由同轴线设置或安装的外筒1与内筒1组成,内筒1靠随动套1安装在旋转轴上,外筒1安装在支架上;
    d.所述的定位座上安装的套筒2由同轴线设置或安装的外筒2与内筒2组成,内筒2靠随动套2安装在旋转轴上,外筒2安装在定位座上。

    6.  根据权利要求4所述的旋转轴相位差校准系统,特征在于:该校准系统的校准步骤或校准过程是:
    I.首先该校准系统的测试旋转轴相位差的仪器或装置要进行标定,该标定须在旋转轴相位差的标定系统中或采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行;
    II.标定之后的测试旋转轴相位的差仪或装置可作为被校准部分,在本校准系统上进行校准:在旋转轴转动下校准,其校准步骤或校准过程有:①.被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置按照校准要求安装在本校准系统中;②.检测校准部分和被校准部分的安装、连接是否正确、可靠;③.转动分度头手柄使得分度头爪带动外筒2转动,可产生一个相位角,由于外筒1是不动的,从而使外筒1与外筒2二者间产生一个相位差,作为校准的标称相位差值,启动电机,控制旋转轴转动,被校准部分此时测出外筒1与外筒2二者间实际相位差值;④.按照校准要求,重复③.步骤或过程,旋转分度头,改变外筒1与外筒2间的相位差,启动电机,控制旋转轴转动,得到校准用一系列标称相位差及与之对应的实测相位差;⑤.实测相位差与标称相位差进行对比,可实现被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置的校准。

    说明书

    说明书旋转轴相位差校准系统
    一.技术领域
    本发明公开的旋转轴相位差校准系统属测量或计量技术领域,具体涉及的是一种校准旋转轴转速和相位差(乃至扭矩)的系统。
    二.背景技术
    当前,扭矩测试是各种机械产品的开发研究、质量检查、安全和优化控制等工作中不可缺少的内容,最大扭矩和转速更是坦克、车辆等设计的重要参数。由于各种机器的内部构造复杂,对测试仪器要求苛刻,被测旋转轴在实际使用环境下空间有限,在进行校准时非常困难。本发明涉及一种旋转轴相位差校准设备,该设备能模拟转轴的转动,为一些测试系统提供标准的转动信号,并能够产生所需的相位差信号,用于容栅等测试系统对扭矩测试的标定或校准,因为这类测试系统是通过采集旋转轴不同位置的相位差来计算旋转轴扭矩的。
    三.发明内容
    本发明的目的是:向社会提供这种旋转轴转速、相位差的校准系统,因为这类测试系统是通过采集旋转轴转速以及不同位置的相位差来实现旋转轴转速及扭矩等参数的测试。这些参数的测试对各种机械产品的开发研究、质量检查、安全和优化控制等工作是十分重要的,如最大扭矩和转速等更是坦克、车辆等设计的重要参数。因此,本发明的旋转轴转速、相位差的校准系统具有广泛用途。
    本发明的技术方案包括:关于旋转轴转速的校准系统和关于旋转轴相位差校准系统两个技术方案:
    关于旋转轴转速校准系统的技术方案如下:这种旋转轴校准系统,用于校准测试旋转轴转速的仪器或装置,技术特点在于:该校准系统包括有:一台电机及其驱动的旋转轴、安装旋转轴的支架及支架上安装的套筒1,被校准部分是测试旋转轴转速的仪器或装置。所述的套筒1装配比较灵活,可以随意替换,用于装配多种被校准的仪器或装置。
    根据以上所述的旋转轴校准系统,技术特点还有:a.所述的旋转轴的前端由电机轴通过联轴器连接在同轴线上并安装在一起。b.所述的旋转轴的中部可转动地(比如通过轴承1)设置或安装在支架上。c.所述的支架上安装的套筒1由同轴线设置或安装的外筒1与内筒1组成,内筒1靠随动套1安装在旋转轴上,外筒1安装在支架上。
    根据以上所述的旋转轴校准系统,技术特点还有:所述的被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置包括:a.容栅旋转轴转速测试仪:该容栅旋转轴转速测试仪的结构由容栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。容栅传感器1是旋转轴转速测试信息的采集者,它由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1外壁,静栅1设置在外筒1内壁,外筒1与内筒1同轴线设置或安装成套筒1。差动脉宽调制电路的输入端与容栅传感器1联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,b.光栅旋转轴转速测试仪:该光栅旋转轴转速测试仪的结构由光源1、光栅1、光电接收元件1、计数电路和显示电路等测试电路组成。光栅1与旋转轴同轴线地安装在旋转轴上,光源1和光电接收元件1正对准光栅1地设置在光栅1侧并安装在支架上。光电接收元件1输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,c.霍尔旋转轴转速测试仪:该霍尔旋转轴转速测试仪的结构由磁铁、霍尔传感器、计数电路和显示电路等测试电路组成。把磁铁贴在旋转轴上,霍尔传感器的探头正对准磁铁并安装在支架上?;舳衅魇涑龆擞爰剖缏肥淙攵肆?,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,d.磁栅旋转轴转速测试仪:该磁栅旋转轴转速测试仪的结构由磁栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。磁栅传感器1是旋转轴转速测试信息的采集者,它由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1外壁,静栅1设置在外筒1内壁,外筒1与内筒1同轴线设置或安装成套筒1。差动脉宽调制电路的输入端与磁栅传感器1联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,e.红外旋转轴转速测试仪:该红外旋转轴转速测试仪的结构由红外光源、码盘、红外接收元件、计数电路和显示电路等测试电路组成。码盘与旋转轴同轴线地安装在旋转轴上,红外光源和红外接收元件正对准码盘地设置在码盘两侧并安装在支架上。红外接收元件输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,f.光电旋转轴转速测试仪:该光电旋转轴转速测试仪的结构由光源、码盘、光电接收元件、计数电路和显示电路等测试电路组成。码盘与旋转轴同轴线地安装在旋转轴上,光源和光电接收元件正对准码盘地设置在码盘两侧并安装在支架上。光电接收元件输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,g.光电编码器旋转轴转速测试仪:该光电编码器旋转轴转速测试仪的结构由光电编码器、计数电路和显示电路等测试电路组成。光电编码器与旋转轴同轴线地安装在一起。光电编码器输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上。
    根据以上所述的旋转轴校准系统,技术特点还有:该校准系统的校准步骤或校准过程是:I.首先该校准系统的被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置要进行标定,该标定须在旋转轴转速的标定系统中或采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该标定步骤或标定过程是:①.当标定系统(或本校准系统)对测量旋转轴转速的仪器或装置进行转速标定时,旋动电机旋钮,电机显示面板上就会显示一个设定转速值给安装在支架上的被标定部分的测量旋转轴转速的仪器或装置。②.启动电机按设定转速值旋转,旋转轴就会提供一个电机旋转轴的测量转速值给安装在支架上的被标定部分的测量旋转轴转速的仪器或装置。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架上的被标定部分的测量旋转轴转速的仪器或装置提供了多组标定与测量的旋转轴转速值数据,按标定规定需要对多组标定与测量的转速值数据处理,从而对测量旋转轴转速的仪器或装置进行了标定。所述的上述标定步骤或标定过程之①.、②.、③.中,当打开电机,每给定一个转速,就给被标定仪器或装置提供了一组标定与测量的转速。根据标定转速的量程可最少划分为5组,重复①.、②.、③.标定步骤或标定过程,可得到被标定仪器或装置电路输出的标定与测量的5组转速值,这5组数据通过最小二乘法拟合,得到一条直线,该直线斜率即为灵敏度,即对被标定仪器或装置测试转速进行了标定。经过标定后测试旋转轴转速的仪器或装置具有灵敏度,被标定仪器或装置根据测试或测量的数据输出与此灵敏度相乘即可计算出转速的值。被标定仪器或装置经过标定之后具有旋转轴转速的标定等级或标定精度。II.标定之后的测试旋转轴转速的仪器或装置可作为被校准部分,在本校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置按照校准要求安装在本校准系统中;②.检测校准部分和被校准部分的安装、连接是否正确、可靠;③.启动电机,控制旋转轴转动,产生标称转速,并用被校准部分测出旋转轴的实际转速;④.按照校准要求,重复③.步骤或过程,改变旋转轴的转速,得到校准用一系列旋转轴的标称转速及与之对应的实测转速;⑤.实测转速与标称转速进行对比,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置的校准。所述的旋转轴转速的校准的数据处理或计算可按如下进行:设电机测量的转速为n,r.min-1,标定系数k=标称值/n,绝对误差=测量结果-标称值,所述的绝对误差表示测量值偏离标称值的大小。测量结果是多组测量值的平均值,通常测量五组以上。相对误差=(绝对误差/测量结果)x100%,相对误差,它是绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值。引用误差rm是指测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值所得的值,即rm=Δx/xm×100%,Δx表示测量仪器的绝对误差,xm表示测量仪器的满度值,通常是测试仪器的量程。实测值与校准系统的标称值对比,可得到被校准部分的精度,同时对灵敏度进行修正来提高测试精度。
    关于旋转轴相位差校准系统的技术方案如下:这种旋转轴相位差校准系统,用于校准测试旋转轴相位差的仪器或装置,技术特点在于:该校准系统包括有:一台电机及其驱动的旋转轴、旋转轴的支架及支架上安装的套筒1、旋转轴后端安装的定位座、定位座上安装的套筒2、一分度头及分度头爪上安装的短轴,被校准部分是测试旋转轴相位差的仪器或装置。所述的套筒1、套筒2装配比较灵活,可以随意替换,用于装配多种被校准的仪器或装置。
    根据以上所述的旋转轴相位差校准系统,技术特点还有:a.所述的旋转轴的前端与电机轴通过联轴器连接在同轴线上并安装在一起。b.所述的旋转轴的中部可转动地(比如通过轴承1)设置或安装在支架上。定位座可转动地(比如通过轴承2)设置或安装在旋转轴后端,通过定位座旋转轴后端与短轴前端同轴线地设置或安装在一起,短轴前端与定位座固连一起,短轴的尾端与分度头爪固连一起。c.所述的支架上安装的套筒1由同轴线设置或安装的外筒1与内筒1组成,内筒1靠随动套1安装在旋转轴上,外筒1安装在支架上。d.所述的定位座上安装的套筒2由同轴线设置或安装的外筒2与内筒2组成,内筒2靠随动套2安装在旋转轴上,外筒2安装在定位座上。
    根据以上所述的旋转轴相位差校准系统,技术特点还有:所述的被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置包括:a.容栅旋转轴相位差测试仪:该容栅旋转轴相位差测试仪的结构由旋转轴相位差测试信息的采集者-容栅传感器1与2、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。容栅传感器1由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1外壁,静栅1设置在外筒1内壁,外筒1与内筒1同轴线设置或安装成套筒1。容栅传感器2由动栅2与静栅2组成,动栅2设置在内筒2外壁,静栅2设置在外筒2内壁,外筒2与内筒2同轴线设置或安装成套筒2。差动脉宽调制电路的输入端分别与容栅传感器1、容栅传感器2联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上?;蛘?,b.光栅旋转轴相位差测试仪:该光栅旋转轴相位差测试仪由光源1和2、光栅1和2、光电接收元件1和2、计数电路和显示电路等测试电路组成。光电接收元件1和2的输出端分别与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,光栅旋转轴相位差测试仪的这些测试电路设置或安装在支架上。光栅1与旋转轴同轴线地安装在旋转轴上,光源1和光电接收元件1正对准光栅1地设置在光栅1侧并安装在支架上。光栅2与旋转轴同轴线地安装在旋转轴上,光源2和光电接收元件2正对准光栅2地设置在光栅2侧并安装在定位座上,定位座通过短轴与分度头相连接?;蛘?,c.磁栅旋转轴相位差测试仪:该磁栅旋转轴相位差测试仪的结构由旋转轴相位差测试信息的采集者-磁栅传感器1与2、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。磁栅传感器1由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1外壁,静栅1设置在外筒1内壁,外筒1与内筒1同轴线设置或安装成套筒1。磁栅传感器2由动栅2与静栅2组成,动栅2设置在内筒2外壁,静栅2设置在外筒2内壁,外筒2与内筒2同轴线设置或安装成套筒2。差动脉宽调制电路的输入端分别与磁栅传感器1、磁栅传感器2联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架上。
    根据以上所述的旋转轴相位差校准系统,技术特点还有:该校准系统的校准步骤或校准过程是:I.首先该校准系统的被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置要进行标定,该标定须在旋转轴相位差的标定系统中或采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行;该标定步骤或标定过程是:在旋转轴转动下标定:①.当标定系统对测量旋转轴相位差的仪器或装置进行相位差标定时,首先安装好的被测量旋转轴相位差的仪器或装置的套筒1、套筒2两者间就有一个相位差,此相位差从而提供了一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架上、套筒1上、套筒2上的被标定部分的测量旋转轴相位差的仪器或装置;②.旋动电机旋钮,电机显示面板上就会显示一个设定转速值,启动电机按设定转速值旋转,记录下该设定转速值的旋转轴上套筒1和套筒2间的相位差测量值给安装在支架上、套筒1上、套筒2上的被标定部分的测量旋转轴相位差的仪器或装置;③.由①.、②.步骤或过程使安装在支架上、套筒1上、套筒2上的被标定部分的测量旋转轴相位差的仪器或装置就会得到一组高精度的标定与测量的相位差数据;④.旋转分度头,控制套筒2的外筒旋转,使套筒2的外筒和内筒相对旋动了一个相位角,使套筒1、套筒2间又有一个新相位差,此相位差从而提供了又一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架上、套筒1上、套2上的被标定部分的测量旋转轴相位差的仪器或装置;⑤.在④.步骤或过程下重复④.、②.、③.步骤或过程,使测量旋转轴相位差的仪器或装置得到了多组标定与测量的相位差数据,按标定规定需要对多组标定与测量的相位差数据处理,从而对测量旋转轴相位差的仪器或装置进行了标定。所述的上述标定步骤或标定过程之①.、②.、③.中,对每一个套筒1、套筒2两者间的相位差,当打开电机旋转就给被标定仪器或装置提供了一组标定与测量的相位差值。根据标定相位差的量程可最少划分为5组,重复④.、②.、③.标定步骤或标定过程,可得到被标定仪器或装置电路输出的标定与测量的5组相位差值,这5组数据通过最小二乘法拟合,得到一条直线,该直线斜率即为灵敏度,即对被标定仪器或装置转速进行了标定。经过标定后测试旋转轴相位差的仪器或装置具有灵敏度,被标定仪器或装置根据测试或测量的数据输出与此灵敏度相乘即可计算出相位差(或扭矩)的值。被标定仪器或装置经过标定之后具有旋转轴相位差(或扭矩)的标定等级或标定精度。II.标定之后的测试旋转轴相位的差仪或装置可作为被校准部分,在本校准系统上进行校准:在旋转轴转动下校准,其校准步骤或校准过程有:①.被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置按照校准要求安装在本校准系统中;②.检测校准部分和被校准部分的安装、连接是否正确、可靠;③.转动分度头手柄使得分度头爪带动外筒2转动,可产生一个相位角,由于外筒1是不动的,从而使外筒1与外筒2二者间产生一个相位差,作为校准的标称相位差值,启动电机,控制旋转轴转动,被校准部分此时测出外筒1与外筒2二者间实际相位差值;④.按照校准要求,重复③.步骤或过程,旋转分度头,改变外筒1与外筒2间的相位差,启动电机,控制旋转轴转动,得到校准用一系列标称相位差及与之对应的实测相位差;⑤.实测相位差与标称相位差进行对比,可实现被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置的校准。所述的相位差的校准数据处理或计算可按如下进行:设分度头转动的角度为ω,标定系数k=标称值/ω,绝对误差=测量结果-标称值,所述的绝对误差表示测量值偏离标准值的大小。测量结果是多组测量值的平均值,通常测量五组以上。相对误差=(绝对误差/测量结果)x100%,相对误差,它是绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值。引用误差rm是指测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值所得的值,即rm=Δx/xm×100%,Δx表示测量仪器的绝对误差,xm表示测量仪器的满度值,通常是测试仪器的量程。实测值与校准系统的标称值对比,可得到被校准部分的精度,同时对灵敏度进行修正来提高测试精度。
    本发明的旋转轴相位差校准系统优点有:1.本发明为旋转轴的转速和基于相位差的扭矩测试设备提供一个标定或校准系统,具有实用意义;同时对提高旋转轴的转速和基于相位差的扭矩测试设备的标定或校准精度同样具有重要意义;2.本发明的旋转轴相位差校准系统特别适用于通过旋转轴转速与轴不同相位差来计算扭矩的测试设备进行校准,可以直接通过本发明的旋转轴相位差校准系统测试或实验,利用测试或实验所提供的数据与参数,与本发明的校准系统所标称的转动信号相比较,实现一些测试设备对旋转轴的转速和相位差的校准;3.本发明的旋转轴相位差校准系统特别适用于通过旋转轴转速与轴不同相位差来计算扭矩的测试设备进行标定,可以直接通过本发明的旋转轴相位差校准系统测试或实验,利用测试或实验所提供的数据与参数,与本发明的校准系统所标称的转动信号相比较,实现一些测试设备对旋转轴的转速和相位差的标定;4.本发明的旋转轴相位差校准系统结构简单且灵活,旋转轴的转速可调,套筒可更换,套筒之间的距离也可调,操作方便,应用广泛。本发明的旋转轴相位差校准系统技术方案主要是克服现有技术中无法对转速、扭矩测试系统进行标定与校准的问题,这种旋转轴相位差校准系统值得采用和推广。
    四.附图说明
    本发明的说明书附图共有1幅:
    图1为旋转轴相位差校准系统结构示意图;
    在图中采用了统一标号,即同一物件在图中用同一标号。在图中:1.电机;2.电机旋钮;3.电机显示面板;4.电机座;5.联轴器(左);6.联轴器(右);7.随动套1;8.待校准的测试仪器或装置的测试电路;9.支架;10.底板;11.随动套2;12.定位座;13.短轴;14.分度头;15.分度头座;16.电机轴;17.旋转轴18.套筒1的外筒1(静栅筒1);19.套筒1的内筒1(动栅筒1);20.轴承1;21.套筒2的外筒2(静栅筒2);22.套筒2的内筒2(动栅筒2);23.轴承1;24.分度头爪;25.手柄。
    五.具体实施方式
    本发明的旋转轴相位差校准系统非限定实施例包括:关于旋转轴转速校准系统实施例和关于旋转轴相位差校准系统实施例两部分。
    第一部分.旋转轴转速校准系统的实施例
    实施例一.旋转轴校准系统
    该例的这种旋转轴校准系统,用于校准测量旋转轴转速的仪器或装置,该旋转轴转速校准系统具体结构可用图1示出,该校准系统包括有:一台电机1及其驱动的电机轴16,旋转轴电机轴16的前端与旋转轴17通过联轴器5-6连接在同轴线上。固定旋转轴17的支架9,旋转轴17的中部如通过轴承1(20)可转动地设置或安装在支架9上。支架9上还安装着套筒1,套筒1由安装在支架9上的外筒1(18)与靠随动套1(7)安装在旋转轴17上的内筒1(19)组成。该例的被校准部分是测量旋转轴转速的仪器或装置是容栅旋转轴转速测试仪。该容栅旋转轴转速测试仪的结构由容栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。容栅传感器1是旋转轴转速测试信息的采集者,它由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1(19)外壁,静栅1设置在外筒1(18)内壁,外筒1(18)与内筒1(19)同轴线设置或安装成套筒1。差动脉宽调制电路的输入端与容栅传感器1联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路(8)设置或安装在支架9上。该校准系统的校准步骤或校准过程是:I.首先该校准系统的被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置-容栅旋转轴转速测试仪要进行标定,该标定可采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该标定步骤或标定过程是:①.当本例的校准系统对容栅旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9上的容栅旋转轴转速测试仪的容栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等组成的测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9上的容栅旋转轴转速测试仪的容栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等组成的测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9上的容栅旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对多组标定与测量的转速值数据处理,从而对容栅旋转轴转速测试仪进行了标定。该例的上述标定步骤或标定过程之①.、②.、③.中,当打开电机1,每给定一个转速,就给被标定仪器或装置--容栅旋转轴转速测试仪提供了一组标定与测量的转速。根据标定转速的量程该例可最少划分为5组,重复①.、②.、③.标定步骤或标定过程,可得到容栅旋转轴转速测试仪电路输出的标定与测量的5组转速值,这5组数据通过最小二乘法拟合,得到一条直线,该直线斜率即为灵敏度,即对容栅旋转轴转速测试仪测试转速进行了标定。经过标定后的容栅旋转轴转速测试仪具有灵敏度,容栅旋转轴转速测试仪可根据测试或测量的数据输出与此灵敏度相乘即可计算出旋转轴17转速的值。容栅旋转轴转速测试仪经过标定之后具有旋转轴转速的标定等级或标定精度或不同精度等级。该例的容栅旋转轴转速测试仪的标定实施如下:容栅栅数N=200,测试仪计数电路晶振频率为f=1MHZ,转速Y取值范围为100~2500转/分,测试电路将容栅传感器采集的转速信号转换为与之有关的正弦波,计数电路计算正弦波频率并输出,因此,测试电路输出的是正弦波频率X,其值与测试电路所选的晶振频率有关。按照以上的标定步骤或过程,在100~2500转/分的转速范围内取100、500、1000、1500、2000、2500转/分依次作为设定转速值Y,测试仪相应得到六个输出值X。得到标定数据如下表所示:

    将得到的六组数据Y、X用最小二乘法拟合,得到拟合后曲线数学表达式Y=0.005025X,其中令J=0.005025(转/脉冲),即J为测试仪灵敏度。通过标定后,由测试电路输出值X和J值可以得到旋转轴的转速值Y。II.本例的容栅旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.被校准部分的容栅旋转轴转速测试仪按照校准要求安装在本校准系统中;②.检测校准部分和被校准部分的容栅旋转轴转速测试仪安装、连接是否正确、可靠;③.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用容栅旋转轴转速测试仪测出旋转轴的实际转速;④.按照校准要求,重复③.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,得到校准用一系列旋转轴的标称转速及与之对应的实测转速;⑤.实测转速与标称转速进行对比,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置--容栅旋转轴转速测试仪的校准。本例的旋转轴转速的校准的数据处理、计算可按如下进行:设电机测量的转速为n,r.min-1,标定系数k=标称值/n,绝对误差=测量结果-标称值,所述的绝对误差表示测量值偏离标称值的大小。测量结果是多组测量值的平均值,通常测量五组以上。相对误差=(绝对误差/测量结果)x100%,相对误差,它是绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值。引用误差rm是指测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值所得的值,即rm=Δx/xm×100%,Δx表示测量仪器的绝对误差,xm表示测量仪器的满度值,通常是测试仪器的量程。实测值与标称值对比,可得到被校准部分的容栅旋转轴转速测试仪的精度,同时对灵敏度进行修正来提高测试精度。该例的容栅旋转轴转速测试仪的校准步骤实施如下:对已经标定好的容栅旋转轴转速测试仪进行上述校准步骤或校准过程,得到校准所用一系列旋转轴的标称转速以及与之对应的实测转速如下表所示:

    绝对误差Δx是指测得值x与真值x0之差,可表示为绝对误差=测得值-真值,即Δx=x-x0,在以上校准过程中,测得值x是实测转速,真值x0是标称转速;引用误差rm是指测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值所得的值,即rm=Δx/xm×100%。式中,Δx表示测量仪器的绝对误差;xm表示测量仪器的满度值,通常是测试仪器的量程。国标规定测试仪表的精度等级指数a分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级,其最大引用误差不超过仪器精度等级指数a百分数,根据此定义,以上被校准的容栅旋转轴转速测试仪量程为2500转/分,以上校准过程最大引用误差为1.448%,所以此被校准仪器或装置的精度等级为1.5级。
    实施例二.旋转轴校准系统
    该例的旋转轴校准系统结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴转速校准系统与实施例一的旋转轴转速校准系统不同点有:1.该例的旋转轴转速校准系统的被校准部分的测量旋转轴转速的仪器或装置是光栅旋转轴转速测试仪,该光栅旋转轴转速测试仪的结构如下:由光源1、光栅1、光电接收元件1、计数电路和显示电路等组成。光栅1与旋转轴17同轴线地安装在旋转轴17上,光源1和光电接收元件1正对准光栅1地设置在光栅1一侧(针对筒状光栅)或两侧(针对饼状光栅,光源1和光电接收元件1也正对准更好)并安装在支架9上。光电接收元件1输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。系统运行时,光源1和光电接收元件1同时工作。旋转轴17转动时,光栅1随其转动,而光源1和光电接收元件1静止不动。这样随着光栅1的旋转,就会产生明暗相间的光线,光电接收元件1接收到光线,就把光信号转换成电信号,明光线输出高电平,暗光线输出低电平,因此输出一连串代表旋转轴转速的测试脉冲。2.该校准系统的被校准部分的光栅旋转轴转速测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的校准系统的标定步骤或标定过程是:①.当该例的校准系统对光栅旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9等上的光栅旋转轴转速测试仪的光源1、光栅1、光电接收元件1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9等上的光栅旋转轴转速测试仪的光源1、光栅1、光电接收元件1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9等上的光栅旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对5组(或多组)标定与测量的转速值数据处理,从而对光栅旋转轴转速测试仪进行了标定。3.本例的光栅旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用光栅旋转轴转速测试仪的光源1、光栅1、光电接收元件1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测出旋转轴17的实际转速;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,光栅旋转轴转速测试仪得到校准用一系列旋转轴17的标称转速及与之对应的实测转速,如采用校准与测量的5组转速值进行校准;③.把旋转轴转速的校准实测转速与标称转速进行对比,并按照实施例一中的校准办法进行数据处理、计算,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置--光栅旋转轴转速测试仪的校准。该例的旋转轴校准系统其余未述的,全同于实施例一中所述的,不再重述。
    实施例三.旋转轴校准系统
    该例的旋转轴校准系统结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴转速校准系统与实施例一、实施例二的旋转轴转速校准系统不同点有:1.该例的旋转轴转速校准系统的被校准部分的测量旋转轴转速的仪器或装置是霍尔旋转轴转速测试仪,该霍尔旋转轴转速测试仪的结构由磁铁、霍尔传感器、计数电路和显示电路等测试电路组成。把磁铁贴在旋转轴17上,霍尔传感器的探头正对准磁铁并安装在支架9上?;舳衅魇涑龆擞爰剖缏肥淙攵肆?,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。旋转轴17转动时,磁铁随其转动,而霍尔传感器静止不动。这样随着磁铁的旋转,霍尔传感器就会输出一连串测试旋转轴转速的脉冲。2.该校准系统的被校准部分的霍尔旋转轴转速测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的校准系统的标定步骤或标定过程是:①.当该例的标定系统对霍尔旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9等上的被标定部分的霍尔旋转轴转速测试仪的磁铁、霍尔传感器、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9等上的霍尔旋转轴转速测试仪的磁铁、霍尔传感器、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9等上的霍尔旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对5组(或多组)标定与测量的转速值数据处理,从而对霍尔旋转轴转速测试仪进行了标定。3.本例的霍尔旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用霍尔旋转轴转速测试仪的磁铁、霍尔传感器、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测出旋转轴17的实际转速;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,霍尔旋转轴转速测试仪得到校准用一系列旋转轴17的标称转速及与之对应的实测转速,如采用校准与测量的5组转速值进行校准;③.把旋转轴转速的校准实测转速与标称转速进行对比,并按照实施例一中的校准办法进行数据处理、计算,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置--霍尔旋转轴转速测试仪的校准。该例的旋转轴校准系统其余未述的,全同于实施例一、实施例二中所述的,不再重述。
    实施例四.旋转轴校准系统
    该例的旋转轴校准系统具体结构可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴转速校准系统与实施例一~实施例三的旋转轴转速校准系统不同点有:1.该例的旋转轴转速校准系统的被校准部分的测量旋转轴转速的仪器或装置是磁栅旋转轴转速测试仪。该磁栅旋转轴转速测试仪的结构由磁栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。磁栅传感器1是旋转轴17转速测试信息的采集者,它由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1外壁,静栅1设置在外筒1内壁,外筒1与内筒1同轴线设置或安装成套筒1。差动脉宽调制电路的输入端与磁栅传感器1联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。2.该校准系统的被校准部分的磁栅旋转轴转速测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的校准系统的标定步骤或标定过程是:①.当该例的校准系统对磁栅旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9等上的被标定部分的磁栅旋转轴转速测试仪的磁栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9等上的磁栅旋转轴转速测试仪的磁栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9等上的磁栅旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对5组(或多组)标定与测量的转速值数据处理,从而对磁栅旋转轴转速测试仪进行了标定。3.本例的磁栅旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用磁栅旋转轴转速测试仪的磁栅传感器1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测出旋转轴17的实际转速;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,磁栅旋转轴转速测试仪得到校准用一系列旋转轴17的标称转速及与之对应的实测转速,如采用标定与测量的5组转速值进行校准;③.把旋转轴转速的校准实测转速与标称转速进行对比,并按照实施例一中的校准办法进行数据处理、计算,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置---磁栅旋转轴转速测试仪的校准。该例的旋转轴校准系统其余未述的,全同于实施例一~实施例三中所述的,不再重述。
    实施例五.旋转轴校准系统
    该例的旋转轴校准系统结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴转速校准系统与实施例一~实施例四的旋转轴转速校准系统不同点有:1.该例的旋转轴转速校准系统的被校准部分的测量旋转轴转速的仪器或装置是红外旋转轴转速测试仪。该红外旋转轴转速测试仪的结构由红外光源、码盘、红外接收元件、计数电路和显示电路等测试电路组成。码盘与旋转轴17同轴线地安装在旋转轴17上,红外光源和红外接收元件正对准码盘地设置在码盘两侧(针对饼状码盘,红外光源和红外接收元件也正对准更好)并安装在支架9上。红外接收元件输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。系统运行时,红外光源和红外接收元件同时工作。旋转轴17转动时,码盘随其转动,而红外光源和红外接收元件静止不动。这样随着码盘的旋转,就会产生明暗相间的光线。红外接收元件接收到红外线,就把红外信号转换成电信号,明光线输出高电平,暗光线输出低电平,因此输出一连串测试旋转轴转速的脉冲。2.该校准系统的被校准部分的红外旋转轴转速测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的校准系统的标定步骤或标定过程是:①.当该例的校准系统对红外旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9等上的被标定部分的红外旋转轴转速测试仪的红外光源1、码盘1、红外接收元件1、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9等上的红外旋转轴转速测试仪的红外光源、码盘、红外接收元件、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9等上的红外旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对5组(或多组)标定与测量的转速值数据处理,从而对红外旋转轴转速测试仪进行了标定。3.本例的红外旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用红外旋转轴转速测试仪的红外光源、码盘、红外接收元件、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测出旋转轴17的实际转速;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,红外旋转轴转速测试仪得到校准用一系列旋转轴17的标称转速及与之对应的实测转速,如采用标定与测量的5组转速值进行校准;③.把旋转轴转速的校准实测转速与标称转速进行对比,并按照实施例一中的校准办法进行数据处理、计算,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置--红外旋转轴转速测试仪的校准。该例的旋转轴校准系统其余未述的,全同于实施例一~实施例四中所述的,不再重述。
    实施例六.旋转轴校准系统
    该例的旋转轴校准系统结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴转速校准系统与实施例一~实施例五的旋转轴转速校准系统不同点有:1.该例的旋转轴转速校准系统的被校准部分的测量旋转轴转速的仪器或装置是光电旋转轴转速测试仪。该光电旋转轴转速测试仪的结构由光源、码盘、光电接收元件、计数电路和显示电路等测试电路组成。光电接收元件输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。码盘与旋转轴17同轴线地安装在旋转轴17上,光源和光电接收元件正对准码盘地设置在码盘两侧(针对饼状码盘,光源和光电接收元件也正对准更好)并安装在支架9上。系统运行时,光源和光电接收元件同时工作。旋转轴17转动时,码盘随其转动,而光源和光电接收元件静止不动。这样随着码盘的旋转,就会产生明暗相间的光线。光电接收元件接收到光线,就把光信号转换成电信号,明光线输出高电平,暗光线输出低电平,因此输出一连串代表旋转轴转速的测试脉冲。2.该校准系统的被校准部分的光电旋转轴转速测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的校准系统的标定步骤或标定过程是:①.当该例的校准系统对光电旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9等上的被校准部分的光电旋转轴转速测试仪的光源、码盘、光电接收元件、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9等上的光电旋转轴转速测试仪的光源、码盘、光电接收元件、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9等上的光电旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对5组(或多组)标定与测量的转速值数据处理,从而对光电旋转轴转速测试仪进行了标定。3.本例的光电旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用光电旋转轴转速测试仪的光源、码盘、光电接收元件、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测出旋转轴17的实际转速;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,光电旋转轴转速测试仪得到校准用一系列旋转轴17的标称转速及与之对应的实测转速,如采用标定与测量的5组转速值进行校准;③.把旋转轴转速的校准实测转速与标称转速进行对比,并按照实施例一中的校准办法进行数据处理、计算,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置--光电旋转轴转速测试仪的校准。该例的旋转轴校准系统其余未述的,全同于实施例一~实施例五中所述的,不再重述。
    实施例七.旋转轴校准系统
    该例的旋转轴校准系统具体结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴转速校准系统与实施例一~实施例六的旋转轴转速校准系统不同点有:1.该例的旋转轴转速校准系统的被校准部分的测量旋转轴转速的仪器或装置是光电编码器旋转轴转速测试仪。该光电编码器旋转轴转速测试仪的结构由光电编码器、计数电路和显示电路等测试电路组成。光电编码器由光源、码盘、光电接收元件集成,光电编码器的光电接收元件输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。光电编码器与旋转轴17同轴线地安装在一起。旋转轴17转动时,光电编码器的轴及其码盘随之转动,而光电编码器静止不动。这样随着码盘的旋转,就会产生一连串代表旋转轴转速的测试脉冲。2.该校准系统的被校准部分的光电编码器旋转轴转速测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的校准系统的标定步骤或标定过程是:①.当该例的校准系统对光电编码器旋转轴转速测试仪进行转速标定时,旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值给安装在支架9等上的被标定部分的光电编码器旋转轴转速测试仪的光电编码器、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。②.启动电机1按设定转速值旋转,旋转轴17就会提供一个电机1的旋转轴17测量转速值给安装在支架9等上的光电编码器旋转轴转速测试仪的光电编码器、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路。③.重复①.、②.步骤或过程,对安装在支架9等上的被标定部分的光电编码器旋转轴转速测试仪提供了多组标定与测量的旋转轴17转速值数据,按标定规定需要对5组(或多组)标定与测量的转速值数据处理,从而对光电编码器旋转轴转速测试仪进行了标定。3.本例的光电编码器旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:①.启动电机1,控制旋转轴17转动,产生标称转速,并用光电编码器旋转轴转速测试仪的光电编码器、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测出旋转轴17的实际转速;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,改变旋转轴17的转速,光电编码器旋转轴转速测试仪得到校准用一系列旋转轴17的标称转速及与之对应的实测转速,如采用标定与测量的5组转速值进行校准;③.把旋转轴转速的校准实测转速与标称转速进行对比,并按照实施例一中的校准办法进行数据处理、计算,可实现被校准部分的测试旋转轴转速的仪器或装置--光电编码器旋转轴转速测试仪的校准。该例的旋转轴校准系统其余未述的,全同于实施例一~实施例六中所述的,不再重述。
    第二部分.旋转轴相位差校准系统的实施例
    实施例一.旋转轴相位差校准系统
    该例的这种旋转轴相位差标定系统,用于校准测量旋转轴相位差的仪器或装置,该旋转轴相位差校准系统具体结构可用图1示出,该校准系统包括有:一台电机1及其驱动的电机轴16,电机轴16的前端与旋转轴17通过联轴器5-6连接在同轴线上。固定旋转轴17的支架9,旋转轴17的中部如通过轴承1(20)可转动地设置或安装在支架9上。支架9上还安装着套筒1,套筒1由安装在支架9上的外筒1(18)与靠随动套1(7)安装在旋转轴17上的内筒1(19)组成。定位座12如通过轴承2(23)可转动地设置或安装在旋转轴17后端,通过定位座12旋转轴17后端与短轴13前端同轴线地设置或安装在一起,短轴13前端与定位座12固连一起,短轴13的尾端与分度头爪24固连一起。定位座12上安装的套筒2由安装在定位座12上的外筒2(21)与靠随动套2(11)安装在旋转轴17上的内筒2(22)组成。该例的被校准部分是测量旋转轴相位差的仪器或装置--容栅旋转轴相位测试仪。该容栅旋转轴相位差测试仪的结构由旋转轴相位差测试信息的采集者-容栅传感器1与2、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。容栅传感器1由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1(19)外壁,静栅1设置在外筒1(18)内壁,外筒1(18)与内筒1(19)同轴线设置或安装成套筒1。容栅传感器2由动栅2与静栅2组成,动栅2设置在内筒2(22)外壁,静栅2设置在外筒2(21)内壁,外筒2(21)与内筒2(22)同轴线设置或安装成套筒2。差动脉宽调制电路的输入端分别与容栅传感器1、容栅传感器2联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路(8)设置或安装在支架9上。该校准系统的校准步骤或校准过程首先是:该被校准部分的容栅旋转轴转速测试仪要先进行标定,标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的标定步骤或标定过程是在旋转轴17转动下标定:①.当该校准系统对容栅旋转轴相位测试仪进行相位差标定时,首先安装好的被测量旋转轴相位差的仪器或装置--容栅旋转轴相位测试仪的套筒1、套筒2两者间就有一个相位差,它的两套测试电路得出的信号有一个初始相位差x,此相位差从而提供了一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架上、套筒1上、套筒2上的容栅旋转轴相位测试仪。②.旋动电机17的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值,启动电机1按设定转速值旋转,记录下该设定转速值的旋转轴17上套筒1和套筒2间的相位差测量值给安装在支架9上、套筒1上、套筒2上的容栅旋转轴相位测试仪。③.由①.、②.步骤或过程使安装在支架9上、套筒1上、套筒2上的容栅旋转轴相位测试仪就会得到一组高精度的标定与测量的相位差数据;④.旋转分度头14,控制套筒2的外筒旋转一个转角dx,使套筒2的外筒和内筒相对旋动了一个相位角,这样两套测试电路得出的信号就会有一个相位差的新变化Δx,使套筒1、套筒2间又有一个新相位差,此相位差从而提供了又一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架9上、套筒1上、套筒2上的容栅旋转轴相位测试仪。⑤.在④.步骤或过程下重复④.、②.、③.步骤或过程,使容栅旋转轴相位测试仪得到了多组标定与测量的相位差数据,按标定规定需要对多组标定与测量的相位差数据处理,从而对测量旋转轴相位差的仪器或装置--容栅旋转轴相位测试仪进行了标定。该例的上述标定步骤或标定过程之①.、②.、③.中,对每一个套筒1、套筒2两者间的相位差,当打开电机1旋转就给被标定的容栅旋转轴相位测试仪提供了一组标定与测量的相位差值。根据标定相位差的量程可最少划分为5组,该例按量程划分为5组,重复④.、②.、③.标定步骤或标定过程,得到容栅旋转轴相位测试仪电路输出的标定与测量的5组相位差值,这5组数据通过最小二乘法拟合,得到一条直线,该直线斜率即为灵敏度,即对被标定仪器或装置--容栅旋转轴相位测试仪测试相位差进行了标定。经过标定后容栅旋转轴相位测试仪具有灵敏度,被标定的容栅旋转轴相位测试仪根据测试或测量的数据输出与此灵敏度相乘即可计算出相位差(或扭矩)的值。被标定的容栅旋转轴相位测试仪经过标定之后具有旋转轴相位差(或扭矩)的标定等级或标定精度或不同精度等级。该例的容栅旋转轴相位差测试仪的标定实施如下:容栅栅数N=200,转速取值范围为100~2500转/分,转角Y取值范围0.1°-0.4°作为提供给测试仪的相位差信号,计数电路晶振频率为f=10MHZ,测试电路将容栅传感器1、2采集的转速信号分别转换为与之有关的脉冲信号A、B,计数电路给出脉冲信号A、B上升沿的时间差值,因此,测试电路输出的是两组容栅传感器因相位差异而产生的脉冲个数X,其值与测试电路所选的晶振频率有关。转速恒定为(500/3)转/分,将分度头依次转动0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.4度,作为标定设置值Y,每转动一次按照以上步骤或过程进行标定并得到相应的电路输出X。得到标定数据如下表所示:
      Y(度)  0.1  0.15  0.2  0.25  0.3  0.4  X(个/脉冲)  99  151  202  249  301  399
    将获取的六组数据X、Y用最小二乘法拟合曲线,得到曲线数学表达式Y=0.001X,令K=0.001(度·脉冲/个),即K为测试仪相位差灵敏度,通过标定由测试电路输出值X和K值可以得到相位差值Y。本例的容栅旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准:在旋转轴转动下校准,其校准步骤或校准过程有:①.被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置--容栅旋转轴相位测试仪按照校准要求已安装在本校准系统中;②.检测校准部分和容栅旋转轴相位测试仪的安装、连接正确、可靠;③.转动分度头手柄25使得分度头爪24带动外筒2转动,可产生一个相位角,由于外筒1是不动的,从而使外筒1与外筒2二者间产生一个相位差x,作为校准的标称相位差值,启动电机1,控制旋转轴17转动,被校准部分容栅旋转轴相位测试仪此时测出外筒1与外筒2二者间实际相位差值;④.按照校准要求,重复③.步骤或过程,旋转分度头14,改变外筒1与外筒2间的相位差,启动电机1,控制旋转轴17转动,得到校准用一系列标称相位差及与之对应的实测相位差;⑤.实测相位差与标称相位差进行对比,可实现被校准部分的测试旋转轴相位差的仪器或装置-容栅旋转轴相位测试仪的校准。所述的相位差的校准数据处理、计算可按如下进行:设分度头14转动的角度为ω,标定系数k=标称值/ω,绝对误差=测量结果-标称值,所述的绝对误差表示测量值偏离标准值的大小。测量结果是多组测量值的平均值,通常测量五组以上。相对误差=(绝对误差/测量结果)x100%,相对误差,它是绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值。引用误差rm是指测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值所得的值,即rm=Δx/xm×100%,Δx表示测量仪器的绝对误差,xm表示测量仪器的满度值,通常是测试仪器的量程。实测值与校准系统的标称值对比,可得到被校准部分的容栅旋转轴转速测试仪精度,同时对灵敏度进行修正来提高测试精度。该例的容栅旋转轴相位差测试仪的校准步骤实施如下:对已经标定好的容栅旋转轴相位差测试仪进行上述校准步骤或校准过程,得到校准所用一系列旋转轴的标称转角以及与之对应的实测转角如下表所示:

    绝对误差Δx是指测得值x与真值x0之差,可表示为绝对误差=测得值-真值,即Δx=x-x0,在以上校准过程中,测得值x是实测转速,真值x0是标称转速;引用误差rm是指测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值所得的值,即rm=Δx/xm×100%。式中,Δx表示测量仪器的绝对误差;xm表示测量仪器的满度值,通常是测试仪器的量程。国标规定测试仪表的精度等级指数a分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级,其最大引用误差不超过仪器精度等级指数a百分数,此被校准仪器或装置最大引用误差为1.25%,即精度等级为1.5。
    实施例二.旋转轴相位差校准系统
    该例的旋转轴相位差校准系统结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴相位差校准系统与实施例一的旋转轴相位差校准系统不同点有:1.该例的旋转轴相位差校准系统的被校准部分的测量旋转轴相位差的仪器或装置是光栅旋转轴相位测试仪,该例的光栅旋转轴相位测试仪由光源1和2、光栅1和2、光电接收元件1和2、计数电路和显示电路等测试电路组成。光电接收元件1和2的输出端分别与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,光栅旋转轴相位测试仪的这些测试电路设置或安装在支架9上。光栅1与旋转轴17同轴线地安装在旋转轴17上,光源1和光电接收元件1正对准光栅1地设置在光栅1一侧(针对筒状光栅)或两侧(针对饼状光栅)并安装在支架9上。光栅2与旋转轴17同轴线地安装在旋转轴17上,光源2和光电接收元件2正对准光栅2地设置在光栅2一侧(针对筒状光栅)或两侧(针对饼状光栅)并安装在定位座12上,定位座12通过短轴13与分度头14相连接。系统运行时,光源1和光电接收元件1同时工作。旋转轴17转动时,光栅1随其转动,而光源1和光电接收元件1固定支架9上且静止不动。这样随着光栅1的旋转,就会产生明暗相间的光线。光电接收元件1接收到光线,就把光信号转换成电信号,明光线输出高电平,暗光线输出低电平,因此输出一连串测试脉冲1。系统运行时,光源2和光电接收元件2同时工作。旋转轴17转动时,光栅2随其转动,而光源2和光电接收元件2固定在定位座12上且静止不动。这样随着光栅2的旋转,就会产生明暗相间的光线。光电接收元件2接收到光线,就把光信号转换成电信号,明光线输出高电平,暗光线输出低电平,因此输出一连串测试脉冲2。由于光电接收元件1安装在支架9上,光电接收元件2安装在定位座12上,脉冲1和脉冲2将产生旋转轴相位差信号,分别通过光栅旋转轴相位差测试仪纪录下来。2.该校准系统的被校准部分的光栅旋转轴相位差测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的标定步骤或标定过程是:在旋转轴17转动下标定:①.当该校准系统对光栅旋转轴相位差测试仪进行相位差标定时,首先安装好的被测量旋转轴相位差的仪器或装置--光栅旋转轴相位差测试仪的光栅1、2两者间就有一个相位差,它的两套测试电路的光电接收元件1、2得出的信号有一个初始相位差x,此相位差从而提供了一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架9上、定位座12上的被标定部分的光栅旋转轴相位差测试仪。②.旋动电机1的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值,启动电机1按设定转速值旋转,记录下该设定转速值的旋转轴17上光电接收元件1、2间的相位差测量值给安装在支架9上、定位座12上的光栅旋转轴相位差测试仪。③.由①.、②.步骤或过程使安装在支架9上、定位座12上的光栅旋转轴相位差测试仪就会得到一组高精度的标定与测量的相位差数据;④.旋转分度头14,控制光栅2旋转一个转角dx,通过光电接收元件1、2两套测试电路得出的信号就会有一个相位差的新变化Δx,使光电接收元件1、2间得到一个新相位差,此相位差从而提供了又一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架9上、定位座12上的光栅旋转轴相位差测试仪。⑤.在④.步骤或过程下重复④.、②.、③.步骤或过程,使光栅旋转轴相位差测试仪得到了多组标定与测量的相位差数据,按标定规定需要对多组标定与测量的相位差数据处理,从而对光栅旋转轴相位差测试仪进行了标定。3.本例的光栅旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:在旋转轴转动下校准,其校准步骤或校准过程有:①.转动分度头手柄25使得分度头爪24带动光栅2转动,可产生一个相位角,由于光栅1是不动的,从而使光栅1与光栅2二者间产生一个相位差x,作为校准的标称相位差值,启动电机1,控制旋转轴17转动,被校准部分光栅旋转轴相位测试仪此时测出外筒1与外筒2二者间实际相位差值;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,旋转分度头14,改变光栅1与光栅2间的相位差,启动电机1,控制旋转轴17转动,得到校准用一系列标称相位差及与之对应的实测相位差;③.实测相位差与标称相位差进行对比,可实现被校准部分的光栅旋转轴相位差测试仪的校准,还可得到被校准部分-光栅旋转轴相位差测试仪的精度,同时对灵敏度进行修正来提高测试精度。该例的旋转轴相位差标定系统其余未述的,全同于实施例一中所述的,不再重述。
    实施例三.旋转轴相位差校准系统
    该例的旋转轴相位差校准系统结构大体可用图1示出,该校准系统的结构如实施例一中所述的不作重述。该例的旋转轴相位差校准系统与实施例一、实施例二的旋转轴相位差校准系统不同点有:1.该例的旋转轴相位差校准系统的被校准部分的测量旋转轴相位差的仪器或装置是磁栅旋转轴相位差测试仪。该磁栅旋转轴相位差测试仪的结构由旋转轴相位差测试信息的采集者-磁栅传感器1与2、差动脉宽调制电路、计数电路和显示电路等测试电路组成。磁栅传感器1由动栅1与静栅1组成,动栅1设置在内筒1外壁,静栅1设置在外筒1内壁,外筒1与内筒1同轴线设置或安装成套筒1。磁栅传感器2由动栅2与静栅2组成,动栅2设置在内筒2外壁,静栅2设置在外筒2内壁,外筒2与内筒2同轴线设置或安装成套筒2。差动脉宽调制电路的输入端分别与磁栅传感器1、磁栅传感器2联接,差动脉宽调制电路输出端与计数电路输入端联接,计数电路输出端与显示电路联接,这些测试电路设置或安装在支架9上。2.该校准系统的被校准部分的磁栅旋转轴相位差测试仪要先进行标定,该标定采用本校准系统按标定规定的标定步骤或标定过程进行。该例的标定步骤或标定过程是:在旋转轴17转动下标定:①.当该标定系统对磁栅旋转轴相位差测试仪进行相位差标定时,首先安装好的被测量旋转轴相位差的仪器或装置--磁栅旋转轴相位差测试仪的套筒1、套筒2两者间就有一个相位差,它的两套测试电路得出的信号有一个初始相位差x,此相位差从而提供了一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架上、套筒1上、套筒2上的被标定部分的磁栅旋转轴相位差测试仪。②.旋动电机17的旋钮2,电机1的显示面板3上就会显示一个设定转速值,启动电机1按设定转速值旋转,记录下该设定转速值的旋转轴17上套筒1和套筒2间的相位差测量值给安装在支架9上、套筒1上、套筒2上的磁栅旋转轴相位差测试仪。③.由①.、②.步骤或过程使安装在支架9上、套筒1上、套筒2上的磁栅旋转轴相位差测试仪就会得到一组高精度的标定与测量的相位差数据;④.旋转分度头14,控制套筒2的外筒旋转一个转角dx,使套筒2的外筒和内筒相对旋动了一个相位角,这样两套测试电路得出的信号就会有一个相位差的新变化Δx,使套筒1、套筒2间又有一个新相位差,此相位差从而提供了又一个高精度的相位差信号即标定相位差值给安装在支架9上、套筒1上、套筒2上的磁栅旋转轴相位差测试仪。⑤.在④.步骤或过程下重复④.、②.、③.步骤或过程,使磁栅旋转轴相位差测试仪得到了多组标定与测量的相位差数据,按标定规定需要对多组标定与测量的相位差数据处理,从而对磁栅旋转轴相位差测试仪进行了标定。3.本例的磁栅旋转轴转速测试仪标定之后可作为被校准部分,在本例的校准系统上进行校准,其校准步骤或校准过程有:在旋转轴转动下校准,其校准步骤或校准过程有:①.转动分度头手柄25使得分度头爪24带动外筒2转动,可产生一个相位角,由于外筒1是不动的,从而使外筒1与外筒2二者间产生一个相位差x,作为校准的标称相位差值,启动电机1,控制旋转轴17转动,被校准部分磁栅旋转轴相位差测试仪此时测出外筒1与外筒2二者间实际相位差值;②.按照校准要求,重复①.步骤或过程,旋转分度头14,改变外筒1与外筒2间的相位差,启动电机1,控制旋转轴17转动,得到校准用一系列标称相位差及与之对应的实测相位差;③.实测相位差与标称相位差进行对比,可实现被校准部分的磁栅旋转轴相位测试仪的校准,还可得到被校准部分-磁栅旋转轴相位差测试仪的精度,同时对灵敏度进行修正来提高测试精度。该例的旋转轴相位差校准系统其余未述的,全同于实施例一、实施例二中所述的,不再重述。

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