автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.08, диссертация на тему:Фазочастотные и амплитудно-фазовые измерительные приборы для радиальной профилеметрии крупногабаритных тел вращения

Вшницький державшш техшчний ушвсрситет

» "о од

Х-. //

2 Ь НОЯ tcQ7

> С !..

Мартинюк Валерш Володимирович

УДК 621.753/531.7

ФАЗОЧАСТОТШ ТА АМПЛ1ТУДНО-ФАЗОВ1 ВИМ1РЮВАЛБН1 ПРИЛАДИ ДЛЯ РАД1АЛЬНСИ ПРОФ1ЛЕМЕТРИ ВЕЛИКОГАБАРИТНИХ ИЛ ОБЕРТАННЯ

Спещальшсть: 05.11. 08-радтпим1рювалып прилади

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацн на здобуггя наукового ступеия кандидата техтчних наук

Впшиця-1997

Дисертащею е рукопис

Робота вшсонана в Технолопчному утверситет1 Под 1лля, (м. Хмельшщький) М1тстерства освгш Украши

Науковий кер1вник: доктор техтчшхх наук, професор П'ятш Сташслав Гванович, Технолопчний университет Под1лля, завщувач кафедри конструювання радюелекгронних засоб)в

Офщшт опоненти:

доктор техшчних наук, професор Суп'ян ВШамш Якович, Вшнидъкий державний техшчнийушверситет, кафедра радютехннш

кандидат техшчних наук, доцент Водотовка Володимир 1лл1ч, спец1ал1зоване конструкторське бюро "Спектр" (м. Кшв), начальник вцшлу

Провщна установа:

Харювський державний техтчний утверситст радюелектрошки, кафедра метрологП та вим1рювально! техники, MinicTepcTBa освгги Украши

Захист в 1дбудеться " О " _1997р. о/ /' годиш на заыданш

спещал1зовано! вчено! ради Д. 10.01.01 у Вшницькому державному техничному ущверсшеп заадресою: 286021, м.Вшниця, Хмельницьке шосе,95.

3 дисертащею можна ознайомитися у б1блютещ Впшицького державного техн1чного ушверситету.

Автореферат рогмсланий " "_'¿j/__1997р.

Вчений секретар спещал1зоващп вченоТ ради у Юхимчук C.B.

- 3 -

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность теми. Одшею з найбшьш складнях областей вимфговальноУ техшки е область вигшрювашш великогабаритних тш обертання, розм!ри яких лежать в межах вщ 500мм \ бшьше. Якщо для малих та середн!х рст-прш !снуе велика кшьюсть р1зних засоб^в вим!рювання, то номенклатура засоб1в вим1рювання великогабаритних тк обертання дуже обмежена.

Сучасне виробництво вимагае створення нових вим!рювальних приладив для рад!ально'У профшеметри великогабаритних тш обертання, яи необхщш для автоматизованого вим!рювання поточного рад1уса Ло в кожнш точщ вшшрюваного ргццального профЬпо об'екту вишрювання в процеа йога обробки. Таи вим1рювач1 повинн! поеднувати необхщну точность, з простотою конструкторсько! реал1зацн, а також повинш забезпечувати пщвишену завадостшюсть та мати низьку coбiвapтicть. Це дозволить використовувати таи вим!рювальш прилади в цехових умовах в процеа технолопчноУ обробки виробгв, що мають форму тих обертання.

У зв'язку з цим, дослщження та розробка вим1рювальних прилащв для рад1ально1 профшеметри великогабаритних тш обертання е досить актуальним завданням, яке мае важливе значения для подальшого пщвишення якосп вим1рювач1в такого типу, Тх надшноеп та конкурентноспроможносп. Усшшне виршгення ше! проблеми дозволить бшьш повно задовшьнити потреби пщприемств засобами контрольно-вим1рювально\' техшки, що веде до пщвишення продуктивносп та якосп технолопчних проиеспв обробки великогабаритних виробш.

Мета роботы - розробка мeтoдiв та створення на 1х основ! структур, алгоритм1В та засоб!в метролопчного забезпечення вим1рювальних приладив для ращальноУ профшеметри великогабаритних тиг обертання.

Методы дослгджень. В робот! застосоваш теоретичш та експериментальш метода досшджень. Теоретичш дослщження базуються на застосуванш апарату математично'1 статистики та теорц !мов1рностей, теорц сигналов, теорц щформаци та керування \ математичного анал1зу, а також моделювання на ЕОМ. Експериментальш дослщження пристроУв проведен! за допомогою теорп вим!рювань та теорй похибок.

Наукова новизна. В робот! отримаш наступи! науков! результата: -розроблет та проанашзоваш математичш модел! фазочастотних та амплпудно-фазових вим!рювачш радиального профшю;

-встановлеш та проанал!зоваш методичш похибки математичних моделей фазочастотних та амшптудно-фазових вим!рювач!в викликан! квантуванням часових штервал!в при Ш1М та Ч1М, а також

квантуванням амгоптуди напруги в процесс амшптудно-фазового перетворення;

-встаноалеш та проаналгзоваш динамнт похибки фазочастотних та амплпудно-фазових вим1рювач1в рад1алыюго профшю, обумовлеш дискретизащею фазочастотаого та амшптудно-фазового вим1рювальних перетворень;

-запролоноваш та розроблен! нов! структури вр1вноважуючих та слщкуючих амгштудно-фазових псретворювач1в, що базуються на

вр!вноваженн! до кута Дер = я / 8, що забазпечуе мш1шзацш похибки

вщ нелшшност! функцп Дер = агс5ш(и0 / ит);

-запропоноват та розроблеш нов! методи та засоби моделювання приросту развального профшю, яга використовуються для метролопчного забезпечення фазочастотних та амшптудно-фазових ви\прювачш раталыюго профшю.

Шрог1дн1сть та обгрунтоватсть наукових положень та висноетв. сформульованих в дисертаци. обумовлюеться експериментальним пщтвердженням розроблених в дисертаци теоретичних положень, реал1защею фазочастотних 1 амплпудно-фазових вим1рювальних приладов для рад!ально1 профшеметрц великогабаритних ти1 обертання.

Практичне значения робота:

-розроблеш структури фазочастотних вимгрювач1в ращального профшо, здатн! вим!рювати миттевий поточний рад1ус в режим! кваз1реального часу;

-розроблеш структури аиплпудно-фазових перетворювач1в, що базуються на метод! вр!вноваження та слщкування;

-розроблен! структури кал1братор[в рад!ального профшю;

-розроблена методика метролопчно! атестацц фазочастотних та амшптудно-фазових вишрювач!в рад!ального профшю.

Реалаацш та впровадження результаты роботы. Основний змгст дисертацшно! робота складають результата дослщжень, що виконувались на кафедр! "Конструювання та технологи радюелектронних засоб!в" Технолопчного ун!верситету Подшля за перюд з 1993 по 1996 рр. За участю автора розроблен! та впроваджет фазочастотний вилпрювач д!аметра великогабаритного конуса А9-КНС та амплпудно-фазовий вим^рювач рад!ального профшю (ВО "Харчомаш" м. Красил!в, 1995р.).

Апробащя роботы. Основш положения та результата дисертацшно1' робота доповщались на Ш-й та 1У-й науково-техн!чних конференц!ях "Вим1рювальна та обчислювальна техн!ка в технолопчних продесах 1 конверси виробництва" (м. Хмельницький, 1995,1997р.), науково-практичшй конференцп "Технолопчний ун!верситет в систем!

реформування осв1тньо! та науково! Д1ялытст1 подшьського регюну" (м.Хмельницький, 1995р.).

Конкретна особиста участь автора. Основт положения та результата дисертацшноТ робота отримат автором самостшно. 1з poöiT, що опублковат в сгпвавторстш, використовуються результата, отримаш осбисто пошукачем.

При безпосереднш ynacTi дисертанта були розроблеш, виготовлеш, вщлагоджет та впроваджеш у виробництво фазочастотний вим1рювач д!аметра великогабаритного конуса А9-КЕС та амплпудно-фазовий вим1рювач раддального ггрофшю. Дисертант був вщповщальним виконавцем госпдогов1рно'1 теми №16/93 (держреестрашя №0194V001392), в якш використаш результата його дослщжень.

Публвсацп. Основний змют робота опублкований в 12 друкованих

працях.

п'яти глав, основних висновгав по робот!, списку лйературних джерел та додатюв. Обсяг робота складае 130 сторшок основного тексту, 59 малюнкзв, список лператури вмщуе 115 найменувань.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

Увстут обгрунтована актуальшсть теми дисертацшно! роботи, сформульоваш мета та завдання дослщження, визначеш наукова новизна та практична цшшсть роботи, викладет ochobhI положения, що виносяться на захист, а також наведен! вщомост] про апробащю результат дослщжень та структуру роботи.

В першШ главг проведено аналп ¡снуючих методгв та засоб1в вим1рювання геометричних параметр! в великогабаритних тщ обертання з точки зору можливосп 'ix застосування для pajiiaJibHo'i профшеметри, а також розглянуто сучасш первиш п перетворювачг перемкдень - давач! вхшно! шформацп, що використовуються для вим1рювання po3Mipis деталей. На основ1 проведеного анагнзу встановлен1 вимоги до вим1рювальнихпрш1ад1вдлярад1ально1 профшеметрц великогабаритних Tin обертання, а також сформульоваш завдання вим^рювання.

Для вир1шення поставлених завдань запропоновано використовувати новий фрикцшно-частотний метод вим1рювання

поточного рад i усу R0, який базуеться на одночасному вим1рюванш миттевих кутових швидкостей вим!рювального обкатного ролика wp та об'екту вимфювання w0 в кожшй точщ вим1рювального профшю з

подальшим обчисленням поточного миттевого рад!усу R0.

Кр-5

»0= —"»Р, (1)

де КоИ(а) - поточний радиус, як функц!я кута повороту об'екта а навколо ос1 обертання;

Ир - радгус вишрювального обкатного ролика; С, - 0,995 - коефкцент просковзування при сухому контакт!; сор - митгева частота обертання вим1рювального обкатного ролика;

со0 - митгева частота обертання об'екту вишрювання.

За допомогою запропонованого методу можна вим1ряти та побудувати профшь об'екта вим1рювання, поставивши у вщповщтсть

кожному куту повороту ах значения <ар;, а також I . Якзцо вир1б мае цилшдричну форму, то час вим1рювання сутгево зменьшуеться до

величини вим1рювання одного значения 0)р та обчислення вщповщного р 0

значения К0 = —.

Пропонуеться також оасиф1кашя фрнкцмно-частотних методов вим1рювання, вщповщно якш, методи подшяються по типу використованих електро-мехашчних модулятор] в частот обертання вим1рювального обкатного ролика та об'екту вим1рювання на фотоелектричш, елеюромагштш, магштно-електричш та комбшоваш. В залежносп вщ виду шформащйно-ви м ¡рювал ьних параметтлв методи роздшяються на частотт, перюдш, амгоитудт, фазов1, а також фазочастотт та ам1ттудно-фазов1.

У другш глав/ розроблеш та дослщжеш математичт модел1 фазочастотних та амгошудно-фазових вим1рювач1в радаального профшо. Встановлено, що в основ! фазочастотних математичних моделей в залежносп зщ типу застосованих електромехатчних модулятор1в лежить широтно-1мпульсна, частотно-1мпульсна та фазова модуляцй електричних сигнал1в з виход]'в первинних перетворювач1в - косинус-синусних обертових трансформаторов (КСОТ), синхронних тахогенератор1в та фотоелектричних модулятор1в.

В залежносп вщ того, в якому канат використовуеться КСОТ (опорному чи вим1рювальному), можлив! двi математичш модсл! фазочастотних вим1рювач!в.

При використанш КСОТ в опорному канал!, а фотоелектричного перетворювача у вим1рювальному канаш, математична модель мае вигляд:

к0 - ——— - м

^о ~ г3 + • п0__1_з__ к0 • п0 ф)

кр" ПР КР • %

де М=Кр1^-метричний коефвдент;

N0, Ир-результати квантування часового штервалу сигналу вим1рювального каналу Тр сигналом опорного каналу та сигналом збудження;

Г-частота сигналу збудження;

По, Пр-частоти обертання об'екта вим!рювання та вим1рювального обкатного ролика вщповщно;

К«, Кр-коефщгенти електричшл редукци давач1в опорного та вторювалъного канал1в.

Основним недолжом такоУ математично! модел1 е операщя

1

_ N > яка характеризуемся пелшшностю та складшстю техшчнох реалЬацц.

Подолання цього недолку можливе, яйцо КСОТ застосовувати у вим^рювальному канал!, а фотоелектричний перетворювач у опорному. Математична модель такого вим^рювача описуеться формулою:

и р и 0'п0 0'п0 К0'п0

Характерною особливютю амплпудно-фазових виларювач!в е амплпудна модуляцк вхщних шформацшно-вим!рювальних сигнал1в з наступним амплпудно-фазовим перетворенням методом вршноважешм

к

до отримання фксованого куга фазового зсуву Дер = —. Т0Д1 математична

о

модель амгштудно-фазового вим^рювального приладу для рад1альног профшеметрц описуеться залежную:

и°Р

U0m U о • sin Дфр (4)

sin Афо

де ирш, иога-амшптуди сигналов з sbhxoaíb давач1в вим!рювального та опорного канашв;

U р, U „-амшйтуди меандр1в вим^рювального та опорного канал1В.

Враховуючи, що Аф0 = Лсрр = л / 8 , отримаемо математичну модель з системою автоматичного вршноваження:

де и°р,и°о - амплпуди меандр!в вщповщно вишрювального та опорного

канашв, що вщповщають моменту р1вноваги.

Дослщжен! методичш похибки запропонованих математичних моделей та встановлена *к залежшсть вщ частоте збудження КСОТ £ та коефадетчв електрично! редукци К0 та Кр для фазочастотних вим!рювач1в радиального профшю, а також задежшсть методично! похибки амшигудно-фазового вим^рювача вщ величини зразково1 напруги изр та розрядносп ЦАП АФП. Проанагизоваш математичш вирази функцш чутливосп для розроблених математичних моделей.

Максимальна абсолютна похибка вим1рювання поточного ращуса Яо для математично! модел1 (2) мае вигляд:

лотах + 2£3К0П0 + Котах ~ Котш

0 — -~с~Гс-т-\-- Т — Т

13(13 + К0П0) Чтах Чтт

^отщКошахКрДоУ2^! + 2^3Коро + Копо Г3Маз +К0П0)

Аналопчно, максимальна абсолютна похибка вим1рювання поточного рад1уса Я для математично! модел1 (3) мае вигляд:

КапМЪ +Крпр)

д„л„ „Л ^п^1

= +-

жяг,— <7>

Утретт глав! запропоноваш структурш схеми фазочастотних та амплпудно-фазових вишрювач1в ращального профшю, проанал13оваш статичш тадинамгчш похибки запропоногваних структур. Встановлено, що основною похибкою фазочастотних вим1рювач1в виступае похибка квантування часових штервагив, яка виникае год час часо-1мпульсного

М М Кр-Пр

= - = -5-г;-?- = — -^ • М

М0 - Кр *3 + - До__К0 • п0 (2)

Кр • пр Кр • ПР де М= -метричний коефвдент;

N0, Кр-результати квантування часового штервалу сигналу вим1рювального каналу Тр сигналом опорного каналу та сигналом збудження;

Гз-частота сигналу збудження;

По, Пр-частоти обертання об'екта вим1рювання та вимарювального обкатного ролика вщповщно;

Ко, Кр-косфииенти електрично"1 редукцп давач^в опорного та вим1рювального каналш.

Основним недолжом тако'1 математично!' мод ел 1 е операщя

1

_ N , яка характеризуется нелшшностю та складшстю техшчно1 реал!зацц.

Подолання цього недол1ку можливе, яйцо КСОТ застосовувати у вим1рювальному канал!, а фотоелектричний ттеретворювач у опорному. Математична модель такого вим1рювача описусться формулою:

*з+кр"пр f3 Кр-Пр

n0 п0 п0

Характерною особливклто амшптудно-фазових вим1рювач1в е амплпуша модуляцк вхщних шформацшно-втшрювальних сигнал1в з настухшим амплпудно-фазоним перетворенням методом вр1вноваження

71

до отримання фксованош кута фазового зсуву Дф = —. "Года математична

о

модель амгштудно-фазового вим1рювального приладу для рад!ально! профшеметри описуеться залежшстю:

и°Р

u0m _U°0_ U°o • sin A<pp (4)

sin A«pq

де Upm, иот-амшптуди сигналив 3 sbhxoaíb давачгв вим1рювального та опорного каналов;

U р, U о-амплпуди меандрт вимфювального та опорного каналш.

Враховуючи, що Аф0 = Д<рр = л / 8 , отримаемо математичну модель з системою автоматичного вр1вноваження:

II0

(5)

и о

де и°р,и°о - амшитуди меапдр!в вщповщно вимфювалыюш та опорного

канатпв, що вщповщають моменту р1вноваги.

Дослщжет методичн! похибки запропонованих математичних моделей та встановлена к залежшсть вщ частоти збудження КСОТ £ та коефипент!в електрично! редукцп К0 та Кр для фазочастотних вим!рювач1в рад!ального профшю, а також залежшсть методично! похибки амшнтуд но-фазового вим^рювача вщ величини зразково"! напруги Ъ'зр та розрядносп ЦАП АФП. Проанаизоваш математичш вирази функцш чутливосп для розроблених математичних моделей.

Максимальна абсолютна похибка вим1рювання поточного ращуса К„ для математично! модел! (2) мае вигляд:

дртах = + № + 2^#опо + Котах ~ Кошт

0 +К0П0) шах ~ ^ шт

_ _ ^отт^ошах^-р^о

£3ма3+К0п0) {)

Аналопчно, максимальна абсолютна похибка вим1рювання поточного рад1уса Я для математично! модел! (3) мае вигляд:

=±Ма/2/32 +2/3Крпр + К]п

2„2 Р

К.п0/3(Г3+К,п.)

= ±-^--(7)

Утретш глав! запропонован! структурт схеми фазочастотних та амгштудно-фазових вим1рювачш радиального профшю, проанагнзоваш статичш тадинамхчш похибки запропоногваних структур. Встановлено, що основною похибкою фазочастотних вим!рювач!в виступае похибка квантування часових !нтервал!в, яка виникае пщ час часо-!мпульсного

перетворення за допомогою перетворювашв Ч1П0 та Ч1ПР опорного та вимрювального канал1вв вим1рювача. Запропоноваш нов! структури АФП на основ! метод1в послщовного наближення га слщкування. Розглянута структура комбшованого универсального АФП послщовного наближення-слщкування. Встановлено, що основними похибками такого перетворювача е похибка квантування, що визначаеться розрядшстю застосованих РПН та ЦАП1 е статичною с клад о вою сумарно! похибки.

Структурна схема комбшованого амплпудно-фазового перетворювача (АФП) зображена на рис.1. Часов1 д1аграми його робота зображеш на рис.2. Амшптудно-фазовий перетворговач е складовою частиною структурно! схеми рис.3, амплпудно-фазового вим!рювача рад!ального профшо з м1кропроцесорним обчислювальним блоком (МОБ). Давачами первинно!' шформаци виступають синхронш тахогенератори опорного та вим!рювального канал!в СТГо ! СТГр. На рис.4, зображена структурна схема амплпудно-фазового вим!рювача рад!ального профшю з перетворенням частота за допомогою програмованих подитьшшв частота опорного та вимтрговального каналов ППЧо ППЧр.

Щоб визначити стутнь впливу кожно!' похибки на юнцевий результат вим1рювання, запишемо р!вняння вим!рювального перетворення що вщповщае наступним етапам перетворення:

° ^ соо -> и0ш Афо м0 Г0 ^ р Звщси р1вняння вим!рювального перетворення мае вигляд:

Црш

юп Крп ипГ1, • Крп Ь>0 =_Р ,м = тт^--М = —!--— • М =

®0 .Нот иот • КЕр

КЕ0

2кзтДфр КЕ0 _ Цр^рКЕо 5т Дф0

иХ КЕр иНКЕрЗтДфр

эт Дфо

D

U„(t)=Uesm(Dt -►

К

uk(t)

D,, Результат пор^вняння (Д<р=я/8) QC¿

РПН

Qn

PI

+1

РЛ

Qn

ЦАП

UKBX(t)=Ufflcos(ot

A<P=f(UJ

Рис. 1. Структурна схема комбшованого амллиудно-фазового перетворювача

Uk(t) iW(t>

1. i cot

А (Ol

—

Рис.2. 4acoBi Д1аграми роботи амхштудно-фазового перетворювача

2NFn

и^КЕ05шДф0 ^ FpUpKgo sin Дфо ^

_ к в

2NFq U(jKEp sin Дфр f

1к в

UdKE0 этДфо

= NRM- I "-—

U0KEp sin Дфр

(8)

Анал1зуючи вираз (8) можна зробити висновок, що похибка вим^рювання поточного рад1уса AR0 у статичному режим! (при

Ro = const) е функщею випадковоТ складово! ANr , яка виникае при квантуванш i розглядалась раншю, а також систематично! складово!

5С, що виникае при Up * Uq , к£0 ф кЕр, а також Дфо * А(Рр * ~.

Розглянуто також динамхчну складову похибки, яка обумовлена часовою дискретизащею в npoueci роботи АФП.

Частота i амплиуца сигналу, що поступав на вхщ вшшрювального каналу е одночасно функшями вим1рюваного поточного pafliycy та

частота обертання об'екту вим1рювання Upm(t) = f[Ro(t),m0(t)], аотже

<»p(t) = f [Rr>(t), co0(t)]. Тому швидгасть змши амплпуди напруги сигналу на вход! вим!рювального каналу дор!внюе:

dUpm(t) _ d

dt

dt

KEpco0(t)R0(t) M

К

EP

- [co5(t)R0(t) + co0(t)R&(t)] (9)

Враховуючи формулу (9), максимальна похибка при дискретизацй амплпуди напруги Upm(t) виражаеться залежшстю:

дтттах

= ди°6 +дипр

де AUpm - динамична похибка вщ HepiBiioMipHoro обертання об'екту втйрювання;

AUpP - динамична похибка вщ HepiBHOMipHOcri профшя об'екту

KEpRoT d<a0(t)

м dt

KEpro0(t)T dR0(t)

М dt

(Ю)

соб

-Гф^К

СТГоу вш

АФП

N

с1

n.

ф.

¡1=5

№

] <

МОБ

-Г

—] бкс

К

СТ]

___Ш1

• '/ СОБ

чзп О

1х

АФПр|

4Ф,

ф

4М

О:

с, 1 1

и Д ¡-

<1 :

43 п.

с

!

спк

I I

л

гкГ]

16

I ЧШ Зц : 16

' ^ {

!__I (__

С

ЕГ

n

СПК

Ч1П.

>4 : 16

Рис.3.Структурна схема амплпудно-фазового вим1рювача рад1ального профшю з мшропроцесорним обчислювальним блоком (МОБ)

о /Г "V

X

У ш

; афпа!

Г"

X

бв,

бкс

ппчг

гк1

ппч,

I

цч

N.

—=ЕЁ==|___

бв£

с1

Рис.4. Структурна схема амгоитудно-фазового вим1рювача рад1ального профшю з перетворенням частота

вим1'рювання.

Встановлено, що найменип динам!чш похибки виникають, якщо на початковому етап! вим!рювання рад1ального профшю Я використовувати послщовне наближення, а пот* застосовувати режго? слщкування. В цьому випадку час, необхщний на проведения вим^рювального перетворення буде мшимальний.

Четверта глава присв'ячена питаниям метролопчного забезпечення та автоматизацп шш|'рювалыгах прштад1в для рад1ально'1 профшеметрп великогабаритних тш обертання. Розроблет засоби метролопчно! атестацп, що використовують електронн! методи моделювання приросту рагцального профшю, а також розроблсш нов! методи кашбровки АФП за допомогою кал1братор1в фази. Кр!м того, розлянуто питания автоматизацп вим1'рювання та метролопчного забезпечення фазочастотних та амплпудно-фазових вим!рговач1в за допомогою ЕОМ.

В п'ятгй глав! наведет результати розробки та експериментального дослщження фазочастотного вим1рювача ддаметра конуса А9-КЕС та амплпудно-фазового вим!рювача ращального профшю. Описан! розроблет та виготошгет автором фазочастопшй та амшшудно-фазовий вим1рювач1, наведен! 1х алгоритми робота, часов! д1аграми в характерних точках, а також дослщжеш Тх основн! характеристики.

ОСНОВЫ НАУКОВ1 РЕЗУЛЬТАТИ

Основними результатами дослщжень, проведених в дисертацшш робот! е:

В галузг теоретичных та експериментальних дослШжень:

1.3апропоноваш нов! фрикцшно-частотт методи для рад!альног профшеметрп та наведена 1х класифкац!я.

2.Розроблен1та проанашоваю математичш модел1 фазочастотних та амплпудно-фазових вим!рювач!в рад!ального профшю.

3.Встановдеш та проанаМзоваш методичн! похибки математичних моделей фазочастотних та амплпудно-фазових вим!рювач!в, викликаш квантуванням часових штервал!в при Ш1М та Ч1М, а також квантування ампл!туди напруги в процес! амплпудно-фазового перетворення.

4,Отримаш анаттичш вирази для розрахунюв статичних похибок

фазочастотних та ампл!тудно-фазових вим!рювач!в та запропоновано новий спошб амплпудно-фазового перетворення за допомогою

к

вр1вноваження до кута Аф = —, що забезпечуе мш!м!зац1ю похибки

о

в!д нел!н!йност! функци агсБщ.

5. На основ! математичних моделей отримаш та проанал1зоваш розрахункхш вирази для визначення чутливост! фазочастотних та амшитудно-фазових вим1рювач1в рад1ального профшю.

6.Встановлет та проанал!зоваш динам1чш похибки фазочастотних та амшптудно-фазових вим1рювачш ращмалыгого профшю, обумовленг дискретизащею фазочастотного та амплиудно-фазового вим!рювальних перетворень.

7.3апропоноваш та розроблеш нов! метода та засоби моделювання приросту рад1ального профшо, яй використовуються ддя метролопчного забезпечення фазочастотних та амшитудно-фазових вим1рювач1в рад1ального профшю.

8.Розроблеш алгоритми вим!рювальних перетворень, яьа використовуються в процеа фазочастотного та амплпудно-фазового вим1рювання поточного pajiyca.

В галузг практичного використання:

1.Розроблеш структури фазочастотних вим1рювач1в рад!ального профшю, здатш вим1рювати миттевий поточний рад1ус в режим! реального часу.

2.Розроблеш структури амплпудно-фазових перетворювач!в, що базуються на метод! вр!вноваження та слщкування.

3.Розроблеш структури катбраторгв рад!ального профшю.

4.Розроблена методика метролопчноУ атестацй фазочастотних та амшитудно-фазових вим1рювач!в рад!ального профшю.

б.Розроблено фазочастотний вим!рювач д!аметра великогабаритного конуса А9-КЕС.

б.Розроблено амшптудно-фазовий вим!рювач рад!ального профшю.

OCHOBHI ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЕРТАЦН ВЩОБРАЖЕН1В ТАКИХ РОБОТАХ:

1. Мартинюк В.В. Фрикцшно-частотш ви\прювач! д!аметр!в вели когабаритних виробш.-В кн.: Проблеми сучаснош машинобудувакня // Зб!рник наукових праць.-Хмельницький: ТУП, 1996.-С.149-150

2. П'ятш СЛ., Мартинюк В.В. Амшнтудно-фазовий вим!рювач для рад1ально'{ профшеметрп великогабаритних вироб!в // Вюник Вшницького полугехтчного шститугу.- 1997,- №2.-С. 88-92

3. Мартинюк В.В., П'ятш СЛ. Математичш модел1 фазочастотних вим!рювач!в рад!ального профшя // Зб!рник статей викладач1в та наукових сидаробшшюв ТУП: Акгуальш проблеми технжи i суспшьства. Вип. 2 / Хмельницький, ТУП.-1996.-С.232-234

4. Мартинюк В.В., Троцишин 1.В. Амшптудно-фазовий вим1рювач радиального профшю // Зб!рник статей викладач!в та наукових

вилнрювання.

Встановлено, що найменпи динатчт похибки виникають, якщо на початковому етат вим!рювання рад!ального профшю Я використовувати послщовне наближення, а поим застосовувати режим слздкування. В цьому випадку час, необхщний на проведения вим!рювального перетворення буде мштальний.

Четверти глава присв'ячена питаниям метролопчного забезпечення та автоматизаци вим!рювалышх приладш ддя рад1альноГ профшеметрй великогабаритних тш обертання. Розроблет засоби метролопчно'У атестащУ, що використовують електронн! методи моделювання приросту раддалыюго профшю, а також розроблет нов! методи кал!бровки АФП за допомогою кал!братор1'в фази. Кр1м того, розлянуто питания автоматизаци вим1рговання та метролопчного забезпечення фазочастотних та амгоптудно-фазових вим1рговатпв за допомогою ЕОМ.

В п'ятш глав! наведен! результата розробки та експериментального дослщження фазочастотного вимУрювача диаметра конуса А9-КЕС та амшптудно-фазового вим!рювачарад!ального профшю. Описаш розроблет та виштовлет автором фазочастогний та амгоптудно-фазовий вим1рювач1, наведен! Ух алгоритми робота, часов) д!аграми в характерна точках, а також дослщжеш Ух основш характеристики.

ОСНОВН1НАУКОВ1РЕЗУЛЬТАТИ

Основними результатами дослщжень, проведених в дисертацшш робот! е:

В галузг теоретичных та експериментальних дошджень:

1 .Запропоноваш нов! фрикцшно-частотт методи для рад!ально1 профшеметр11 та наведена Ух класифкащя.

2.Розроблеш та проанамзоваш математичн! модел! фазочастотних та амплпудно-фазових вим!рювач!в рад!ального профшю.

3.Встановлеш та проанал!зоваш методичш похибки математичних моделей фазочастотних та амшитудно-фазових вим1рювач1в, викликаш квантуванням часових штервал!в при Ш1М та Ч1М, а також квантування ампл!туди напруги в процеа ампл!тудно-фазового перетворення.

4.0тримат аналггичн! вирази для розрахункзв статичних похибок

фазочастотних та ампл!тудно-фазових вим!рювач!в та запропоновано новий спос!б амгоитудно-фазового перетворення за допомогою

л

вр1вноваження до кута Дф = — , що забезпечуе мш1м1защю похибки

о

в!д нелшшност! функцн агсБш.

5.На основ! математичних моделей отримаш та проанашзоваш розрахунков! вирази для визначення чутливосп фазочастотних та амплпудно-фазових вим1рювач1в равдального профшю.

6.Встановдеш та проанагизоваш динамгчт похибки фазочастотних та амшитудно-фазових вим1рювачш рашмального профшю, обумовлеш дискретизащею фазочастотного та амплитудно-фазового вим1рювальних перетворень.

7.3апропоноваш та розроблеш нов! метода та засоби моделювання приросту ращального профшю, яю використовуються для метролопчного забезпечення фазочастотних та амшитудно-фазових вим1рювач1в радиального профшю.

8.Розроблеш алгоритми ви\прювальних перетворень, як1 використовуються в процеа фазочастотного та амплпудно-фазового вим1рювання поточного рад1уса.

В галуз'1 практичного використання:

1. Розроблеш структура фазочастотних вим1рювач1в ращального профшю, здатш вим!рювати миттевий поточний рад1ус в режим! реального часу.

2.Розроблеш структури амплпудно-фазових перетворювач1в, що базуються на метод! вр!вноваження та слщкування.

3.Розроблеш структури кал1братор1в рад1ального профшю.

4.Розроблена методика метролопчно! атестацй фазочастотних та амплпудно-фазових вим1рювач1в ращального профшю.

5.Розроблено фазочастотний вим!рювач д1аметра великогабаритного конуса А9-КЕС.

6.Розроблено амплпудно-фазовий вим!рювач рад1алыюго профшо.

ОСНОВШ ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЕРТАЦП ВЩОБРАЖЕН1В ТАКИХ РОБОТАХ:

1. Мартинюк В.В. Фрикцшно-частотш вимфювач1 д1аметр1в великогабаритних вироб1в.-В кн.: Проблеми сучасного машинобудування // Зб1рник наукових праць.-Хмельницький: ТУП, 1996.-С.149-150

2. П'ятш СЛ., Мартинюк В.В. Амплпудно-фазовий вим1рювач для ращально! профшеметрп великогабаритних вироб1в // Вюник Вшницького полггехшчного шституту.- 1997.- №2.-С. 88-92

3. Мартинюк В.В., П'ятш СЛ. Математичш модел! фазочастотних вим!рювач1в ращального профшя // Зб1рник статей викладач1в та наукових спивробптшюв ТУП: Акгуальт проблеми технжи 1 суспшьсгва. Вип. 2 / Хмельницький, ТУП.-1996.-С.232-234

4. Мартинюк В.В., Троцишин 1.В. Амплпудно-фазовий вшшрювач рад1ального профшю // Зб1рник статей викладач!в та наукових

сшвробтшюв ТУП: Актуальт проблеми техтки i суспшьства. Вип. 2 / Хмельницький, ТУП.-1996.-С.219-222

5. Мартинюк В.В. Вим1рювалып прилади для рад{ально1 профшеметрп великогабаритних вироб!в // Вкник Технолопчного ушверситету Подкля.-1997.-№1.-С.91-95

6. Мартинюк В.В., П'ятщ C.I. Електронш вим1рювач1 рад1альноп> профшю великогабаритних тш обертання // Вилирювальна та обчислювальна технка в технолопчних процесах.-1997.-№ 1 .-С.96-101

7. Мартинюк В.В., Троянов Г.Ю. Система спряжения прилад1в для рад^ально! профшеметрй великогабаритних вироб1в з ЕОМ типу IBM // Вим1рювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах. -1997.-№ 1.- С. 147-151

8. Пятин С.И., Мартьшюк В.В. Цифровой измеритель диаметров крупногабаритных изделий. //Тез. доп. III наук.-техн. конф. "Вгодрювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах i конверсп виробництва"/ Хмельницький, 1995.-75с.

9. Пятин С.И., Мартьшюк В.В. Фазочастотный метод измерения профиля оболочек вращения. // Тез. доп. III наук.-техн. конф. "Вим1рювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах i конверсп виробництва"/ Хмельницький, 1995.-130с.

10. Мартинюк В.В. Автоматизована система контролю профшю кулачюв для пресового та ковальського устаткування // Зб1рник наукових праць молодих вчених та студен™. Частина 2 / К.: ДАЛПУ,1996.-35с.

11. Мартинюк В.В. Рагйальна профшеметр1я велкогабаритних Tin обертання // Тез. доп. IV наук.-техн. конф. "Вим1рювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах i конверсй' виробництва"/ Хмельницький, 1997.-38с.

12. Мартинюк В.В., П'ятщ C.L Аншпз методичних похибок математичних моделей амгштудно-фазових вим1'рювачш рад1ального профшю // Тез. доп. IV наук.-техн. конф. "Вим1рювальна та обчислювальна техшка в технолопчних процесах i конверсп виробництва"/ Хмельницький, 1997.-45с.

Особистий впесок. Основш положения та результата дисертащйно1 роботи отримаш автором самостШно. В публжащях, що написаш у сп1вавторств1, дисерташхш належить: розробка математичних моделей вим1рювач1'в [2-4], розробка структурно! схеми [6,7], cnociö вим1рювання [8,9] ощнка методичних похибок [12]

Марлшюк В.В. Фазочастотш та ашштудно-фазов1 вишрювалып прилади для радцально! профшеметрП великогабаритних ттл обертання.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук за слещальшстю 05.11.08-радшвим1рювальш прилади; Технолопчний ушверситет Под шля, Хмельницький, 1997.

Захищаеться 12 наукових праць, яга мютять теоретичт та експериментальш дослщження фазочастотних та амплпудно-фазових вишрювальних приладгв для рад1ально1 профшеметри великогабаритних тш обертання. Розроблено новий фрикцшно-частотний cnoci6 вим1рювання рад1ального профшя, запропоноваш структури фазочастотних та амплпудно-фазових вишрювальних прилад1в для йога реалшца; здшснено промислове впровадження.

Мартынюк В.В. Фазочастотные и амплитуд но-фазовые измерительные приборы для радиальной профилеметрии крупногабаритных тел вращения.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.08-радиоизмерительные приборы; Технологический университет Подолья, Хмельницкий, 1997.

Защищается 12 научных работ, которые содержат теоретические и экспериментальные исследования фазочастотных и амплитудно-фазовых измерительных приборов для радиальной профилеметрии крупногабаритных тел вращения. Разработан новый фрикционно-частотный способ измерения радиального профиля, предложены структуры фазочастотных и амплитудно-фазовых измерительных приборов для его реализации; разработана методика метрологической аттестации таких измерителей; осуществлено промышленное внедрение.

Martinyk V.V. Phase-frequency and amplitude-phase measurement devices for the radial profilemetry large-dimensions of the rotating bodyes.

The thesis for a seeking of the scientific degree of Candidate's of technical sciences on speciality 05.11.08-radiomeasuring devices; Technological University of Podillia, Khmelnitsky, 1997.

12 scientific works, wich contain theoretical and experimental investigations of the phase-frequency and amplitude-phase measurement devices for the radial profilemetry large-dimensions of the rotating bodyes are being supported. New friction-freqency method was worked out; the structures of the phase-frequency and amplitude-phase measurement devices for realization of his were proposed and the methodica of a metrological certification of a such devices were work out; theirs industrial installation were performed.

KawHoei слова: амплпудно-фазовий перетворювач, вим1рювальний канал, електромехашчний модулятор, шформацшно-вим1рювальш параметри, перетворювач послщовного наближення, поточний раддус, рад1альна профшеметр1я, слщкуючий перетворювач.