步距精度的简易数字测试

    张文海(成都电机厂610051)

1  引  言

    步进电动机步距精度的测试方法有很多种，如光电编码器法、工具显微镜法、光学分度头法等。这些方法的测量装置都是一些大型固定设备，机动性差，给测试带来不便。为此，本文提出用相位计测量步距精度，它具有灵活、机动、数字化等优点。

2测试原理

    测试原理如图1所示。被测步进电动机与一台单极感应移相器同轴连接，感应移相器作角度传感器，将步进电动机的角位移，转换成电的相位移，在相位计上显示的相位移角度，就是步进电动机的角位移角度，从而便可方便地计算出步距误差。

3测试方法和步骤

    测试电路如图2所示。步进电动机通过一驱动调零装置，与20yg4型感应移相器同轴连接。20yg4是一种外径20mm，频率4khz，激磁15v的移相器，d1d2和d3d4为它的定子90^o正交绕组，其中d1d2作激磁，d3d4短路作补偿。z1z2租z3z4为转子90^o正交绕组，两绕组分别连接设计选定的移相电阻r和移相电容c后，两绕组的合成输出电压便恒定在5v，但相位对于原边激磁电压，随转角可在o^o～360^o之间变化，进行相移。测试时，通过一电位计r1，将原边激磁电压降压后，接入相位计作参考信号，副边移相输出电压接入相位计作被测信号，测试步骤为，步进电动机先通电静态锁定，移相器因同轴连接亦跟随锁定，此时，相位计上则显示一个移相器的随机相位角度，为了读数计算方便，这时应调节移相器机壳，使相位计显示0。，并固定；步进电动机开始步进一步，这时相位计不再为0^o，它显示的相位角等于步进电动机步进一步的步距角，将这步距角度，与理论步距角度相减，即为步进一步的步距误差，记下误差。调节移相器回到初始位置，使相位计仍显示0^o，此后步进电动机步进二步，记下第二步误差。再将移相器调到初始位置o^o，记下第三、第四步误差，直到一周完毕。

4测量数据的处理

    这种方法有两个关键问题需解决。一是用作角度传感器的单极感应移相器，一般移相精度不高。如国家标准规定的i级精度为士15’。用这种精度的移相器去测只有几分误

差的步距精度。二是用作测量相位移的相位计，测量精度也不能作得很高。如国内的hg4180型相位计，它的测量精度****的低频段(20khz以下)，测量误差士o．1士5个数字。用它去测量只有几分的步距误差，显然不行。但可进行转换，即如上述对二者进行固定定点测试(0^o，一步定点)，此时二者的综合误差基本是固定的，无论它有多大，影响的只是相对误差，而不影响****误差，这样测试是可行的。这里一组数据，是用相位计法和传统光学分度头法对39byg450型步进电动机进行步距精度测试的比较。步进电动机理论步距角为1^o48’，选用的感应移相器20yg4，频率为4khz，实际移相精度为士11’。数据如附表所示。

    从附表数据可知，二者相对误差差距较大，但它们的****误差则相近。可见，用相位计测步距精度是可行的，只要有相位计，感应移相器，再设计一个驱动调零装置，便可进行步距精度测试。

5结语

    驱动调零装置，应保证步进电动机和移相器有较高的同心度，否则会引起较大的测试误差。调整相位计的参考信号和被测信号相等，以保证仪器的测量精度。图2中的r1，就起这个作用。r1阻值应选大点，一般几千欧碳膜电位计即可。用作角度传感器的感应移相器有多种，可任意选取，如果有低频50hz的感应移相器，测试更方便。

    用相位计测量步进电动机步距精度，简单，方便，机动性强，具有数字化的优点。但需有一个驱动调零装置。

 

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