本发明涉及编码器测试,具体涉及一种测量轴向跳动的电感式编码器及测量方法。
背景技术:
1、电感式编码器利用电磁感应的原理,通过磁感应线圈和码盘的相互作用来测量移动部件的位置信息。电感式编码器的测量基于磁感应强度与位置的关系,因此具有较高的精度和可靠性。电感式编码器采用了pcb技术实现密集的线圈绕组,这种独特的电磁感应非接触测量技术使得电感式编码器具有厚度小,重量轻、功耗低、精度高等优点,能够在恶劣的条件下实现高度准确、高度可靠的测量;被广泛的应用在国防、工业和科技领域中。
2、电感式编码器主要用来测量轴向角度,但是在军工和航天技术的环境中,在追踪、观测和瞄准设备上,不仅要求测量轴向角度,同时也需要测量轴向跳动,因此要求电感式编码器具有轴向跳动测量的功能。
3、但现有技术只能实现电感式编码器轴向角度的测量,无法实现电感式编码器轴向跳动的测量。目前要实现轴向跳动需要另外安装一个轴向传感器,增加成本和占用有限的空间。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种测量轴向跳动的电感式编码器及测量方法,解决现有技术无法实现电感式编码器轴向跳动的测量的技术问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种测量轴向跳动的电感式编码器,包括定子和转子,所述转子内设置有电容和电感,所述电感与电容的两端相连,所述定子内设置有s i n线圈、cos线圈和激磁线圈,所述s i n线圈、cos线圈设置与定子圆周内壁处,所述激磁线圈设置与定子远离转子的端部;所述定子内设置有mcu,所述mcu用于测量到转子反射回来的信号。
4、作为本发明进一步的方案:一种测量轴向跳动的测量方法,所述测量方法应用上述的电感式编码器,具体方法为:
5、步骤一、将待测电感式编码器安装在标准转台上,使得电感式编码器转子与定子的初始间距准确设定,并处于校准状态;
6、步骤二、使用mcu采集转子反射回来的初始信号,记录初始信号强度;
7、步骤三、将转子与定子的间距逐渐增加,以模拟轴向跳动的变化;
8、步骤四、在每个新的间距下,整圈范围内每隔一定角度测量一个点的信号强度,并记录每个间距下所有测量点的信号强度值,并计算该间距下的电感式编码器信号强度;
9、步骤五、分析不同间距下信号强度值的变化趋势,建立信号强度值与轴向间距之间的关系模型;
10、步骤六、通过比较不同间距下的信号强度差异差异,计算出实际的轴向跳动量。
11、作为本发明进一步的方案:所述转子与定子的间距范围为±0.05mm,每次增加的间距为0.01mm。
12、作为本发明进一步的方案:整圈范围内每隔0.36°测量一个点,整圈共计测量1000个点。
13、作为本发明进一步的方案:所述该间距下的电感式编码器信号强度按照均值公式计算式中y为被测电感式编码器当前转子与定子间距下的信号强度,yi为被测电感式编码器当前转子与定子间距下不同角度的信号强度。
14、作为本发明进一步的方案:所述建立信号强度值与轴向间距之间的关系模型具体方法为:
15、使用电感式编码器在标准转台上进行实验,调整转子与定子之间的不同间距,并记录每个间距下的信号强度数据;
16、对收集到的数据进行清洗,去除异常值或错误数据;将清洗后的数据整理成信号强度与轴向间距的对应关系表格或数据集;
17、根据对应关系表格或数据集的特点,选择对应的数学模型来描述信号强度与轴向间距之间的关系;
18、使用统计软件或数据分析工具对信号强度与轴向间距的数据进行拟合,得到数学模型的参数值,完成对关系模型的建立。
19、作为本发明进一步的方案:在关系模型建立过程中,使用预留的已知验证数据集对模型进行验证,检查模型在未知数据上的预测准确性。
20、本发明的有益效果:通过实时的信号强度来测量电感器编码器的轴向跳动,让原本只能测量轴向角度的电感器编码器,还能同时测量轴向跳动。不需要增加硬件成本,方便了用户的设计。轴向跳动信息可用于设备运行状态监测和故障诊断,大大提高了设备智能化。
1.一种测量轴向跳动的电感式编码器,其特征在于,包括定子和转子,所述转子内设置有电容和电感,所述电感与电容的两端相连,所述定子内设置有s i n线圈、cos线圈和激磁线圈,所述s i n线圈、cos线圈设置与定子圆周内壁处,所述激磁线圈设置与定子远离转子的端部;所述定子内设置有mcu,所述mcu用于测量到转子反射回来的信号。
2.一种测量轴向跳动的测量方法,其特征在于,所述测量方法应用如权利要求1所述的电感式编码器,具体方法为:
3.根据权利要求2所述的一种测量轴向跳动的测量方法,其特征在于,所述转子与定子的间距范围为±0.05mm,每次增加的间距为0.01mm。
4.根据权利要求2所述的一种测量轴向跳动的测量方法,其特征在于,整圈范围内每隔0.36°测量一个点,整圈共计测量1000个点。
5.根据权利要求4所述的一种测量轴向跳动的测量方法,其特征在于,所述该间距下的电感式编码器信号强度按照均值公式计算式中y为被测电感式编码器当前转子与定子间距下的信号强度,yi为被测电感式编码器当前转子与定子间距下不同角度的信号强度。
6.根据权利要求2所述的一种测量轴向跳动的测量方法,其特征在于,所述建立信号强度值与轴向间距之间的关系模型具体方法为:
7.根据权利要求6所述的一种测量轴向跳动的测量方法,其特征在于,在关系模型建立过程中,使用预留的已知验证数据集对模型进行验证,检查模型在未知数据上的预测准确性。