RU2480707C1 - Способ измерения угла и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ измерения угла и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480707C1 RU2480707C1 RU2011145197/28A RU2011145197A RU2480707C1 RU 2480707 C1 RU2480707 C1 RU 2480707C1 RU 2011145197/28 A RU2011145197/28 A RU 2011145197/28A RU 2011145197 A RU2011145197 A RU 2011145197A RU 2480707 C1 RU2480707 C1 RU 2480707C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- sensor
- shaft
- teeth
- input shaft
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота вала в системах координатного позиционирования инструмента станков с числовым программным управлением, в датчиках абсолютного положения перемещающихся или вращающихся объектов. Сущность: регистрируют с помощью первого датчика положение первичного вала, вращательное движение которого взаимосвязано с вращением вторичного вала. Регистрируют с помощью второго датчика соответствующее угловое положение вторичного вала. Вычисляют значение угла поворота первичного вала. Устройство для измерения угла содержит первичный вал, соединенный с первым зубчатым колесом и первым датчиком, вторичный вал, соединенный со вторым зубчатым колесом и вторым датчиком. Выходы первого и второго датчиков подключены к вычислительному устройству. Технический результат: повышение точности работы, упрощение конструкции. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано: в системах координатного позиционирования инструмента станков с числовым программным управлением (ЧПУ), в датчиках абсолютного положения перемещающихся или вращающихся объектов.
Известен способ механической редукции числа оборотов вала в преобразователях угловых величин [1]. Суть этого способа заключается в том, что с помощью зубчатой или фрикционной связи двух и более валов изменяется число оборотов и фаза угла ведомых валов по отношению к ведущему (механическая редукция). Это позволяет создавать преобразователи с системами грубого и точного отсчетов, что повышает точность преобразования. Однако точность их не велика, так как много подвижных и трущихся частей, много ступеней редукции, велика степень редукции (передаточное число) на диапазон преобразования, велика масса и габариты.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ коррекции угловой погрешности датчика углового положения [2], который позволяет практически полностью компенсировать угловую погрешность датчика абсолютного углового положения за счет того, что датчик углового положения представляет собой датчик абсолютного углового положения, при этом сначала по меньшей мере за один полный оборот первого вала регистрируют соответствующее угловое положение второго вала и на основании полученных измеренных значений определяют соответствующее угловое положение первого вала, после чего соответствующее выходное значение датчика абсолютного углового положения сравнивают с соответствующим угловым положением первого вала, сохраняя значение полученного в результате этого сравнения рассогласования, и затем каждое из рассчитываемых соответствующих выходных значений датчика абсолютного углового положения корректируют на соответствующее сохраненное значение.
Недостатком способа-прототипа является итерационный процесс компенсации погрешности взаимного углового положения валов, диапазон преобразования ограничен одним оборотом первичного вала.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство измерения угла, содержащее первичный и вторичный валы, первое зубчатое колесо, соединенное с первичным валом, первый и второй датчики [3].
Недостатком устройства-прототипа является то, что диапазон преобразования ограничен одним оборотом первичного вала.
Задача изобретения - повышение точности работы, упрощение конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что в способе измерения угла, включающем операции регистрации с помощью первого датчика положения первичного вала, вращательное движение которого взаимосвязано с вращением вторичного вала, операции регистрации с помощью второго датчика соответствующего углового положения вторичного вала, производят расчеты в вычислительном устройстве, согласно изобретению выбирают количество зубьев первого зубчатого колеса, соединенного с первичным валом, z1, количество зубьев второго зубчатого колеса, соединенного со вторичным валом, z2, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, производят преобразование угла поворота первичного вала в пределах полного оборота, получая отставание вторичного вала на угол 
далее производят вычисление значения угла поворота первичного вала по формуле
φ∑ - полный угол поворота первичного вала,
φ1 - отсчетный угол первого датчика угла,
φ2 - отсчетный угол второго датчика угла.
Поставленная задача достигается также тем, что в устройство измерения угла, содержащее первичный вал, соединенный с первым зубчатым колесом с числом зубьев z1 и первым датчиком, вторичный вал со вторым датчиком, согласно изобретению дополнительно введено второе зубчатое колесо с числом зубьев z2, соединенное со вторичным валом, вычислительное устройство, к которому подключены выходы первого и второго датчиков, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, разрешающая способность по углу определяется разрешающей способностью первого датчика, а диапазон измеряемых углов определяется соотношением
где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.
Достигаемым техническим результатом предлагаемого решения является возможность вычисления полного угла поворота первичного вала по значениям отсчитанных значений углов поворота двух датчиков, связанных зубчатой передачей с малым передаточным соотношением, что упрощает конструкцию устройства и повышает его надежность.
На фигуре приведена схема предлагаемого устройства для осуществления способа измерения угла. Устройство для измерения угла содержит первичный вал 1, соединенный с первым зубчатым колесом 2 и первым датчиком преобразования угла в цифровой код 5. Зубчатое колесо 4 соединено вторичным валом 3 со вторым датчиком преобразования угла в цифровой код 6. Выходы датчиков преобразования угла в код соединены со входами вычислительного устройства 7.
Устройство для осуществления способа включает первичный вал 1, соединенный с первым зубчатым колесом 2 с числом зубьев z1 и первым датчиком угла 5, вторичный вал 3, соединенный со вторым зубчатым колесом 4 с числом зубьев z2 и вторым датчиком угла 6, а выходы датчиков угла подключены к вычислительному устройству 7, пересчитывающему показания датчиков в значение абсолютного угла.
За счет того, что используется малое замедление редуктора, которое определяется величиной 
где z2=z1+1, достигается упрощение конструкции редуктора и уменьшение погрешности преобразования. При этом разрешающая способность по углу определяется разрешающей способностью первого датчика угла, а диапазон измеряемых углов определяется соотношением 
где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.
Измерение абсолютного значения угла поворота первичного вала осуществляется следующим образом. Первый датчик угла 5 преобразует угол поворота первичного вала 1 в пределах полного оборота. При этом вторичный вал 3 поворачивается с отставанием на угол 
За m оборотов первичного вала отставание вторичного вала составит 360°, оставаясь однозначно связанным с углом поворота первичного вала. Тогда вычисленное значение угла поворота первичного вала будет определяться соотношением
φ∑ - полный угол поворота первичного вала 1;
φ1 - отсчетный угол первого датчика угла 5;
φ2 - отсчетный угол второго датчика угла 6.
Источники информации
1. Справочник конструктора РЭА, под редакцией Варламова Р.Г. "Радио и связь", М.: 1985.
2. Патент РФ №2246020, F02D 41/00, опубл. 10.02.2005 г.
3. Патент JP 5203442, F02P 15/00, опубл. 10.08.1993 г.
Claims (2)
1. Способ измерения угла, включающий операции регистрации с помощью первого датчика положения первичного вала, вращательное движение которого взаимосвязано с вращением вторичного вала, операции регистрации с помощью второго датчика соответствующего углового положения вторичного вала, произведение расчетов в вычислительном устройстве, отличающийся тем, что выбирают количество зубьев первого зубчатого колеса, соединенного с первичным валом, z1, количество зубьев второго зубчатого колеса, соединенного со вторичным валом, z2, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, производят преобразование угла поворота первичного вала в пределах полного оборота, получая отставание вторичного вала на угол 
, производят вычисление значения угла поворота первичного вала по формуле
где φ∑ - полный угол поворота первичного вала,
φ1 - отсчетный угол первого датчика,
φ2 - отсчетный угол второго датчика.
где φ∑ - полный угол поворота первичного вала,
φ1 - отсчетный угол первого датчика,
φ2 - отсчетный угол второго датчика.
2. Устройство измерения угла, содержащее первичный вал, соединенный с первым зубчатым колесом с числом зубьев z1 и первым датчиком, вторичный вал со вторым датчиком, отличающееся тем, что дополнительно введено второе зубчатое колесо с числом зубьев z2, соединенное со вторичным валом, вычислительное устройство, к которому подключены выходы первого и второго датчиков, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, разрешающая способность по углу определяется разрешающей способностью первого датчика, а диапазон измеряемых углов определяется соотношением
где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.
где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011145197/28A RU2480707C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ измерения угла и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011145197/28A RU2480707C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ измерения угла и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2480707C1 true RU2480707C1 (ru) | 2013-04-27 |
Family
ID=49153214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011145197/28A RU2480707C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ измерения угла и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2480707C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0188433A1 (de) * | 1984-06-27 | 1986-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur winkellageerfassung eines rotierenden teils. |
| US4899281A (en) * | 1987-07-24 | 1990-02-06 | Bendix Electronics S.A. | Device for triggering an event in phase with an angular position of a rotary component and application thereof |
| RU2024836C1 (ru) * | 1991-01-16 | 1994-12-15 | Войсковая Часть 25840 | Устройство для контроля углового положения коленчатого вала двигателя с ограниченным доступом к валу |
| RU2082088C1 (ru) * | 1994-07-25 | 1997-06-20 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ измерения углового положения вала |
| RU2246020C2 (ru) * | 1999-06-15 | 2005-02-10 | Роберт Бош Гмбх | Способ коррекции угловой погрешности датчика абсолютного углового положения |
-
2011
- 2011-11-07 RU RU2011145197/28A patent/RU2480707C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0188433A1 (de) * | 1984-06-27 | 1986-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur winkellageerfassung eines rotierenden teils. |
| US4899281A (en) * | 1987-07-24 | 1990-02-06 | Bendix Electronics S.A. | Device for triggering an event in phase with an angular position of a rotary component and application thereof |
| RU2024836C1 (ru) * | 1991-01-16 | 1994-12-15 | Войсковая Часть 25840 | Устройство для контроля углового положения коленчатого вала двигателя с ограниченным доступом к валу |
| RU2082088C1 (ru) * | 1994-07-25 | 1997-06-20 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Способ измерения углового положения вала |
| RU2246020C2 (ru) * | 1999-06-15 | 2005-02-10 | Роберт Бош Гмбх | Способ коррекции угловой погрешности датчика абсолютного углового положения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101502259B1 (ko) | 다회전 앱솔루트 회전각을 검출하는 장치 및 그 회전각을 검출하는 방법 | |
| KR101942130B1 (ko) | 다회전 앱솔루트 회전각 검출 장치 및 앱솔루트 회전각을 검출하는 방법 | |
| US8723511B2 (en) | Absolute encoder | |
| CN103837169B (zh) | 用于磁电编码器的自校正装置和方法以及磁电编码器 | |
| JPH0373808B2 (ru) | ||
| TW200839194A (en) | Position detector | |
| JP2015194462A (ja) | 角度検出方法、角度検出装置、およびロボット装置 | |
| JP2005283165A (ja) | バリアブルリラクタンスレゾルバとそれを用いた回転角度センサ | |
| Łuczak | Dual-axis test rig for MEMS tilt sensors | |
| KR101766032B1 (ko) | 하모닉 감속기를 구비한 구동 모듈의 출력 토크 측정 시스템 및 방법 | |
| CN102829714A (zh) | 一种基于圆感应同步器实现绝对式测角的方法 | |
| WO2015141615A1 (ja) | 歯車の位相算出装置、歯車の位相算出方法、及び、歯車加工装置 | |
| JP2011247747A (ja) | エンコーダ校正装置 | |
| CN113405575B (zh) | 一种机械多圈绝对式时栅编码器 | |
| US9841947B2 (en) | Device and method for calculating absolute amount of displacement, and method for same | |
| RU2480707C1 (ru) | Способ измерения угла и устройство для его осуществления | |
| KR100528645B1 (ko) | 차량용 조향축의 절대조향각 측정방법 | |
| TWI714072B (zh) | 角度檢測器 | |
| Lee et al. | Measurement and compensation of errors in absolute encoder using dual absolute encoder system | |
| Lee et al. | Analysis of accuracy and measuring range of dual absolute encoder system | |
| CN104641200B (zh) | 伪绝对位置感测算法 | |
| Tong et al. | Harmonic gear reducer transmission error analysis and detection | |
| TWI425187B (zh) | 角度解析裝置 | |
| JP5473953B2 (ja) | 多回転アブソリュート回転角検出装置 | |
| RU121676U1 (ru) | Система преобразования углового перемещения антенны рлс |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200831 |