传动链动态精度测试的方法与原理优化

齿轮传动链动态精度测量是指对传动链在运动中传动件的扭转振动和冲击，以及由于电网波动、传动件瞬时运行不稳定引起的动态响应进行检测。

智能控件化齿轮传动链精度测量仪充分利用了计算机强大的计算、存储、显示等能力，以软件鉴相、滤波代替了硬件相位计、滤波器等硬件测试装置。

由于传动链误差是通过鉴相得到，故必须使两路鉴相信号的频率相等，而且被测误差的最大值不得超过磁栅两条栅纹间的栅距（对应电信号一周或2π弧度）。因此测量必须在圆形磁栅的栅纹数和转速间满足如下关系时才能进行。

式（14-11）便是绝对式测量的条件。显然，如果被测传动链的分度精度很高，以至高精度

的圆形磁栅不能反映它的误差，那么转速比在任何瞬时都基本上是个恒量。这时可以做以下两种描述。

1.转速比讨论

1）ω₁和ω₂的瞬时值为恒量。设θ₁和θ₂为传动链始末端的旋转角位移，如果角速度ω₁和ω₂的瞬时值为恒量，则有

2）传动链始末端的瞬时比为恒量，即

当以上两种情况中任何一种成立时，则从两个圆形磁栅上拾取的信号将因同频率无相位差而无法测量误差。

然而分度误差是不可能消除的，总是以一定的大小和规律表现出来，因此从两个磁栅上拾取的信号间的相位差便出现有规律的超前或滞后的变化，这种相位差的变化，就是传动链通过其转速比变化的大小和规律反映出来的分度误差。

于是传动链动态精度测量的关键在于对两路信号的相位测量。相位测量一般要经过如下过程：将两路待测比相信号放大、限幅、整形、微分和削波后变换为信号幅度为零时的两路单向尖脉冲，这时相位差Δφ变换为两路脉冲信号的时差Δt，再经双稳态触发器鉴别，将时差又变换为触发器两输出端分别对地或两输出端间的平均电压ΔU（或U_c）。显然触发器输出电压的持续或空度完全取决于时差（相位差）的大小和变化，从而测出相位差Δφ。

2.相位差讨论

1）静态（恒定）相位差的测量(www.xing528.com)

如果两个待测信号分别为

式中，Δφ为待测的相位差。

因为两输出端对地的平均电压为

式中，U_H和U_L分别为截止和饱和电压。使E=U_H-U_L，则E即为输出电压的幅度。

又因为

于是得到

这样，只要测出平均电压ΔU即可得到相位差Δφ。

2）动态（变化）相位差的测量

如果两个待测信号分别为

式中，Δφ（Ωt）为待测的相位差，它是一个按一定规律和大小变换并以2π为周期的周期函数。其中Ω=2πf是相位变化的角频率，f是相位变化的频率。此时被测信号随测量信号周期的变化而发生递变，变化的大小和规律由Δφ（Ωt）决定。

在这种情况下，相位测量是在被测相位差的一个变化周期（即经过1/f秒）之后，再重复前面的过程。由条件0≤Δφ（Ωt）≤2π可知，ΔU和Δφ（Ωt）仍然具有线性关系，并且与式（14-20）具有相同的解析形式，即

比较式（14-20）和（14-23）可知，式（14-20）表示在一次测量中Δφ是恒定不变的，但在不同次测量中Δφ则可在（0，2π）区间内任意变化，而式（14-23）则表示在一次测量中Δφ就可以在（0，2π）区间内从任意相角开始，按函数Δφ（Ωt）的大小和规律变至另一相角。但是无论Δφ是在不同次测量中发生变化，还是在同一次测量中发生变化，它和ΔU的关系总是线性的。因此，式（14-20）和式（14-23）实质上完全一样，而仅仅是测量过程的方式不同而已。