步距精度的簡易數字測試
張文海(成都電機廠610051)
1 引 言
步進電動機步距精度的測試方法有很多種，如光電編碼器法、工具顯微鏡法、光學分度頭法等。這些方法的測量裝置都是一些大型固定設備，機動性差，給測試帶來不便。為此，本文提出用相位計測量步距精度，它具有靈活、機動、數字化等優點。
2測試原理
測試原理如圖1所示。被測步進電動機與一臺單極感應移相器同軸連接，感應移相器作角度傳感器，將步進電動機的角位移，轉換成電的相位移，在相位計上顯示的相位移角度，就是步進電動機的角位移角度，從而便可方便地計算出步距誤差。
3測試方法和步驟
測試電路如圖2所示。步進電動機通過一驅動調零裝置，與20yg4型感應移相器同軸連接。20yg4是一種外徑20mm，頻率4khz，激磁15v的移相器，d1d2和d3d4為它的定子90o正交繞組，其中d1d2作激磁，d3d4短路作補償。z1z2租z3z4為轉子90o正交繞組，兩繞組分別連接設計選定的移相電阻r和移相電容c后，兩繞組的合成輸出電壓便恒定在5v，但相位對于原邊激磁電壓，隨轉角可在oo～360o之間變化，進行相移。測試時，通過一電位計r1，將原邊激磁電壓降壓后，接入相位計作參考信號，副邊移相輸出電壓接入相位計作被測信號，測試步驟為，步進電動機先通電靜態鎖定，移相器因同軸連接亦跟隨鎖定，此時，相位計上則顯示一個移相器的隨機相位角度，為了讀數計算方便，這時應調節移相器機殼，使相位計顯示0。，并固定；步進電動機開始步進一步，這時相位計不再為0o，它顯示的相位角等于步進電動機步進一步的步距角，將這步距角度，與理論步距角度相減，即為步進一步的步距誤差，記下誤差。調節移相器回到初始位置，使相位計仍顯示0o，此后步進電動機步進二步，記下第二步誤差。再將移相器調到初始位置oo，記下第三、第四步誤差，直到一周完畢。
4測量數據的處理
這種方法有兩個關鍵問題需解決。一是用作角度傳感器的單極感應移相器，一般移相精度不高。如國家標準規定的i級精度為士15’。用這種精度的移相器去測只有幾分誤
差的步距精度。二是用作測量相位移的相位計，測量精度也不能作得很高。如國內的hg4180型相位計，它的測量精度****的低頻段(20khz以下)，測量誤差士o．1士5個數字。用它去測量只有幾分的步距誤差，顯然不行。但可進行轉換，即如上述對二者進行固定定點測試(0o，一步定點)，此時二者的綜合誤差基本是固定的，無論它有多大，影響的只是相對誤差，而不影響****誤差，這樣測試是可行的。這里一組數據，是用相位計法和傳統光學分度頭法對39byg450型步進電動機進行步距精度測試的比較。步進電動機理論步距角為1o48’，選用的感應移相器20yg4，頻率為4khz，實際移相精度為士11’。數據如附表所示。
從附表數據可知，二者相對誤差差距較大，但它們的****誤差則相近。可見，用相位計測步距精度是可行的，只要有相位計，感應移相器，再設計一個驅動調零裝置，便可進行步距精度測試。
5結語
驅動調零裝置，應保證步進電動機和移相器有較高的同心度，否則會引起較大的測試誤差。調整相位計的參考信號和被測信號相等，以保證儀器的測量精度。圖2中的r1，就起這個作用。r1阻值應選大點，一般幾千歐碳膜電位計即可。用作角度傳感器的感應移相器有多種，可任意選取，如果有低頻50hz的感應移相器，測試更方便。
用相位計測量步進電動機步距精度，簡單，方便，機動性強，具有數字化的優點。但需有一個驅動調零裝置。
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