Methode 107

Drehraten-Test

1. Testziel

Zur Ermittlung der Raten-Genauigkeit, Stabilität und Auflösung der Achse im Raten-Modus.

2. Testinstrumente

10-MHz-Digitalfrequenzzähler

3. Testumgebungsbedingungen

Umgebungstemperatur: 20 ± 5 °C;

Relative Luftfeuchtigkeit: ≤ 70 %;

Anforderungen an Vibrationsisolierung: Der zu prüfende Drehteller muss auf einem vibrationsisolierten Fundament platziert werden, ohne starke Vibrationen oder Stöße in der Nähe;

Anforderungen an elektromagnetische Felder: In der Nähe des Testortes sollten keine starken elektromagnetischen Störungen auftreten.

4. Testmethoden

4.1 Bestimmung des experimentellen Designs und der Hauptparameter

Die Winkelgeschwindigkeit des Drehtellers wird als Verhältnis der Zunahme der Winkelposition des Drehtellers zur Zeit berechnet, d. h.

In der Formel: Δθ — fester Winkelintervall;

T — die Zeit, die der Drehteller benötigt, um sich um ein festes Winkelintervall zu drehen.

a. Messmethode für die Zeit bei festem Winkel

Das Signal für den festen Winkel wird vom Winkelpositionsmesssystem des Drehtellers bereitgestellt. Das feste Winkelintervall wird je nach Rate in verschiedene Stufen unterteilt, wie unten angegeben:

Rate ω Fester Winkelintervall Δθ

Das Winkelpositionsmesssystem, das über eine eigene Echtzeit-Messfähigkeit verfügt, wird verwendet, um die Winkelwerte in festgelegten Abtastzeitintervallen zu messen. Das Abtastzeitintervall wird durch verschiedene Ratenstufen bestimmt, bezogen auf das Winkelintervall für die Messmethode bei festem Winkel.1 °/s ≤ ω < 10 °/s 10 °

ω ≥ 10°/s 360°Das Winkelpositionsmesssystem, das über eine eigene Echtzeit-Messfähigkeit verfügt, wird verwendet, um die Winkelwerte in festgelegten Abtastzeitintervallen zu messen. Das Abtastzeitintervall wird durch verschiedene Ratenstufen bestimmt, bezogen auf das Winkelintervall für die Messmethode bei festem Winkel.b. Messmethode für den Winkel bei fester Zeit

Das Winkelpositionsmesssystem, das über eine eigene Echtzeit-Messfähigkeit verfügt, wird verwendet, um die Winkelwerte in festgelegten Abtastzeitintervallen zu messen. Das Abtastzeitintervall wird durch verschiedene Ratenstufen bestimmt, bezogen auf das Winkelintervall für die Messmethode bei festem Winkel.4.2 Raten-Genauigkeits-Test

4.2.1 Messmethode für die Zeit bei festem Winkel

Der Drehteller arbeitet im Raten-Arbeitsmodus und gewährleistet einen stabilen Betrieb gemäß der vorgegebenen Raten-Befehlsgröße. Ein festes Winkelintervall Δθ wird basierend auf ω ausgewählt, und das Festwinkel-Signal des Drehtellers wird an einen Digitalfrequenzzähler angeschlossen. Nachdem sich der Drehteller auf die angegebene Winkelgeschwindigkeit stabilisiert hat, misst der Digitalfrequenzzähler 10 Mal kontinuierlich, um T₁, ..., T₁₀ zu erhalten. Wenn ω ≤ 0,005°/s, werden drei aufeinanderfolgende Messungen durchgeführt, um T₁, T₂, T₃ zu erhalten.

4.2.2 Messmethode für den Winkel bei fester Zeit

Der Drehteller arbeitet im Raten-Arbeitsmodus und gewährleistet einen stabilen Betrieb gemäß der vorgegebenen Raten-Befehlsgröße. Ein Zeitintervall wird basierend auf ω ausgewählt. Sobald sich der Drehteller mit der angegebenen Winkelgeschwindigkeit stabilisiert hat, wird der digitale Anzeigewert der gemessenen Achsenwinkelposition gemäß dem Zeitintervall-Signal abgelesen. Dieser Vorgang wird 10 Mal wiederholt, um θ₁, ..., θ₁₀ zu erhalten. Wenn ω ≤ 0,005°/s, werden drei aufeinanderfolgende Messungen durchgeführt, um θ₁, θ₂, und θ₃ zu erhalten.

4.3 Raten-Stabilitäts-Test

4.3.1 Messmethode für die Zeit bei festem Winkel

Wie in 4.2.1.

4.3.2 Messmethode für den Winkel bei fester Zeit

Wie in 4.2.2.

4.4 Raten-Auflösungs-Test

4.4.1 Test der Auflösung bei niedriger Rate

Der Drehteller arbeitet im Raten-Arbeitsmodus. Bei einer minimalen Geschwindigkeitsvorgabe von 10 Mal wird der Drehteller stabil betrieben. Mit der Methode in 4.2 werden Ti oder θi erhalten.

Ändern Sie die eingestellte Rate des Drehtellers und erhöhen Sie den Wert der Raten-Befehlsgröße für die Raten-Auflösung Rω unter der ursprünglichen Raten-Befehlsgröße. Das heißt, der Drehteller sollte unter der Raten-Befehlsgröße ω + Rω arbeiten. Verwenden Sie die Methode in 4.2 zum Testen und erhalten Sie Ti' oder θi'.

4.4.2 Test der Raten-Auflösung auf jeder Raten-Stufe

Der Drehteller arbeitet im Raten-Arbeitsmodus. Es wird eine Raten-Befehlsgröße für den gewünschten Testratenbereich vorgegeben und der Drehteller stabilisiert. Die Durchschnittsgeschwindigkeit ω₁ wird mit der Methode 4.2 ermittelt. Basierend auf seiner Betriebsrate werden Δθ und N für die Messmethode bei festem Winkel und T für die Messmethode bei fester Zeit ausgewählt. Dies ergibt T₁, ..., T₁₀ oder θ₁, ..., θ₁₀.

Durch Ändern der Sollwertrate des Drehtellers wird der Wert der Raten-Befehlsgröße für die Raten-Auflösung Rω dieser Einstellung unter der Raten-Befehlsgröße von ω₁ erhöht. Das heißt, der Drehteller arbeitet unter der Raten-Befehlsgröße von ω₁ + Rω. Mit der Methode in 4.2 werden T₁', ..., T₁₀' oder θ₁', ..., θ₁₀' erhalten.

5. Datenverarbeitung und Ergebnisbewertung

5.1 Raten-Genauigkeit

5.1.1 Messmethode für die Zeit bei festem Winkel

Dabei: Tg — der Nennwert der Zeit, die die gemessene Achse benötigt, um sich bei einer gegebenen Rate um ein festes Winkelintervall zu drehen;

— Der Durchschnittswert der gemessenen Zeit, die die gemessene Achse benötigt, um sich bei einer gegebenen Rate um ein festes Winkelintervall zu drehen.

5.1.2 Messmethode für den Winkel bei fester Zeit

Dabei: θg — der Nennwert der Winkeländerung der gemessenen Achse innerhalb des vorgegebenen Abtastzeitintervalls bei einer gegebenen Rate;

— Der Durchschnittswert der gemessenen Winkeländerung der gemessenen Achse innerhalb eines vorgegebenen Abtastzeitintervalls bei einer gegebenen Rate.

5.2 Raten-Stabilität

5.2.1 Messmethode für die Zeit bei festem Winkel

Dabei: N — die Anzahl der bei einer gegebenen Rate ausgewählten Messungen.

5.2.2 Messmethode für den Winkel bei fester Zeit

5.3 Raten-Auflösung

Dabei: ω — die Durchschnittsrate der gemessenen Achse bei einer gegebenen Rate;

ω' — die Durchschnittsrate der gemessenen Achse, nachdem die gegebene Rate um die minimale Raten-Befehlsgrößen-Inkrement erhöht wurde;

— Der Durchschnittswert der gemessenen Winkeländerung der gemessenen Achse innerhalb des vorgegebenen Abtastzeitintervalls, nachdem die gegebene Rate um das minimale Raten-Befehlsgrößen-Inkrement erhöht wurde;

— Der Durchschnittswert der gemessenen Zeit, die die gemessene Welle benötigt, um sich um ein festes Winkelintervall zu drehen, nachdem das minimale Raten-Befehlsgrößen-Inkrement um die gegebene Rate erhöht wurde.

Wenn Rω größer als 50 % des theoretisch vorgegebenen Raten-Inkrements ist, handelt es sich um die Raten-Auflösung dieses Ratenbereichs.