1.一種轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,包括光電編碼器、標(biāo)準(zhǔn)脈沖處理電路和便攜式檢定儀,其特征在于:光電編碼器在轉(zhuǎn)臺被測軸(1)轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生1Vpp差分信號,標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號處理電路將1Vpp差分信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)單端TTL電平信號,便攜式檢定儀對標(biāo)準(zhǔn)單端TTL電平信號進行計數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,其特征在于:所述光電編碼器采用圓光柵式光電編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,其特征在于:所述圓光柵式光電編碼器包括圓光柵(2)和讀數(shù)頭(4):圓光柵(2)安裝在轉(zhuǎn)臺被測軸(1)上,徑向回轉(zhuǎn)誤差小于等于5μm;讀數(shù)頭(4)與圓光柵(2)外緣距離2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號處理電路包括濾波電路和高速轉(zhuǎn)換芯片:濾波電路對1Vpp差分信號進行濾波處理,高速轉(zhuǎn)換芯片在保證信號帶寬的前提下將1Vpp差分信號轉(zhuǎn)換為TTL差分電平,再將其轉(zhuǎn)換為單端信號,得到標(biāo)準(zhǔn)單端TTL電平信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,其特征在于:所述高速轉(zhuǎn)換芯片采用74LS123型芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,其特征在于:所述便攜式檢定儀包括高穩(wěn)定時鐘源和信號采集處理電路,對標(biāo)準(zhǔn)單端TTL電平信號的下降沿進行計數(shù)、對標(biāo)準(zhǔn)單端TTL電平信號間隔時間進行計算,通過計算轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過固定角度的時間得到角速率精度及穩(wěn)定度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)臺角速率檢測裝置,其特征在于:所述高穩(wěn)定時鐘源采用NI標(biāo)準(zhǔn)板卡。
8.一種轉(zhuǎn)臺角速率檢測方法,其特征在于:包括以下步驟:
步驟1計算平均時間和角速率
轉(zhuǎn)臺工作在速率狀態(tài),使其按給定速率穩(wěn)定運行,待轉(zhuǎn)臺運行穩(wěn)定后開始測量;便攜式檢定儀共采樣n個數(shù)據(jù);依據(jù)式(1)計算平均時間,依據(jù)式(2)計算角速率:
ω=△θ/T (2)
式中,
為給定速率下轉(zhuǎn)臺被測軸轉(zhuǎn)過定角間隔所用時間的平均值;
n為給定速率點連續(xù)測量次數(shù);
Ti為給定速率下轉(zhuǎn)臺被測軸第i次轉(zhuǎn)過定角間隔所用時間,i=1、2、…、n;
ω為角速率理論值;
△θ為定角間隔;
T為轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過定角間隔所用時間;
步驟2計算角速率絕對誤差和角速率平穩(wěn)性絕對誤差
在轉(zhuǎn)臺速率小于0.1°/s時,依據(jù)式(3)計算角速率絕對誤差、依據(jù)式(4)計算角速率平穩(wěn)性絕對誤差
其中,
式中:
Eω為角速率絕對誤差;
為角速率平均值;
σ′ω為角速率平穩(wěn)性絕對誤差;
為各速率點測量值相對于速率平均值的最大正偏差值;
為與速率平均值具有最大正偏差的速率點測量值;
為各速率點測量值相對于速率平均值的最大負(fù)偏差值;
為與速率平均值具有最大負(fù)偏差的速率點測量值;
步驟3計算角速率相對誤差和角速率平穩(wěn)性相對誤差
當(dāng)轉(zhuǎn)臺速率大于等于0.1°/s時,依據(jù)式(5)計算角速率相對誤差、依據(jù)式(6)計算角速率平穩(wěn)性相對誤差:
式中:
Vω為角速率相對誤差;
Tg為給定速率下轉(zhuǎn)臺被測軸轉(zhuǎn)過定角間隔所用時間的理論值;
σω為角速率平穩(wěn)性相對誤差;
N為按給定速率選定的測量次數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種轉(zhuǎn)臺角速率檢測方法,其特征在于:步驟1中,△θ取值為360°、或10°或1°。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種轉(zhuǎn)臺角速率檢測方法,其特征在于:步驟3中,360°平均區(qū)段中,N=10;10°平均區(qū)段中,N=10;1°平均區(qū)段中, 當(dāng)角速率理論值ω≥0.005°/s時,N=10,當(dāng)角速率理論值ω<0.005°/s時,N=3。