JBT 9942-1999 光栅角位移传感器

ICS25.060.10J51JB/T9942－1999光栅角位移传感器1999-05-20发布2000-01-01实施国家机械工业局发布前言本标准是在ZBJ51008—89《光栅角位移传感器》的基础上修订的。本标准与ZBJ51008—89的技术内容基本一致，主要差异是：——依据市场和技术发展需要，工作电压增加±5V一档；——工作气候条件——相对湿度要求略有降低；——为不使与系统准确度混淆，将细分准确度改为细分精度；——根据有关规定，平均无故障工作时间分等应从5000h起；——按有关规定重新进行了编辑。本标准自实施之日起代替ZBJ51008—89。本标准的附录A和附录B都是标准的附录。本标准的附录C是提示的附录。本标准由全国金属切削机床标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：北京机床研究所。本标准主要起草人：赵惠英、魏长奇、邢国春。JB/T9942－199911范围本标准规定了光栅角位移传感器的结构型式和基本参数、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装及储存。本标准适于以圆光栅盘为检测元件的角位移传感器。它与数显表组成角位移测量系统，主要用于机床、仪器的数显及数控。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB191—1990包装储运图示标志GB/T4857.5—1992运输包装件基本试验垂直冲击跌落试验方法GB/T4857.7—1992运输包装件基本试验正弦振动（定额）试验方法GB/T6587.2—1986电子测量仪器温度试验GB/T6587.3—1986电子测量仪器湿度试验GB/T13306—1991标牌GB/T13384—1992机电产品包装通用技术条件3结构型式和基本参数3.1结构型式开启式光栅角位移传感器，读数头与圆光栅盘分离。封闭式光栅角位移传感器，读数头与圆光栅盘组成整装部件。3.2型号光栅角位移传感器的型号表示方法如下：国家机械工业局1999-05-20批准中华人民共和国机械行业标准光栅角位移传感器JB/T9942－1999代替ZBJ51008—892000-01-01实施GJ阿拉伯数字，表示规格汉语拼音字母，K—表示开启式F—表示封闭式汉语拼音字母，表示角位移汉语拼音字母，表示光栅—JB/T9942－199923.3基本参数光栅角位移传感器的基本参数应符合表1的规定，其传动轴的连接形式和尺寸，应在产品说明书中给出。表1名称脉冲数每转输出脉冲数x/r100；150；250；300；360；400；500；600；720；800；1000；1080；1440；1500；1800；2000；2400；2500；3600；5000；5400；7200；9000；10000；10800；12500；12960；18000；21600；25920；32400；36000；64800；129600最高转速r/minA组1；6；15；39；60B组600；1000；2000；3000；5000工作电压V+5；±5；+12；±12注1前置电路带倍频的传感器每转输出脉冲应为表1中参数乘以倍频数。2表中x表示“脉冲数”，r表示“转”。4技术要求4.1环境适应性4.1.1气候环境光栅角位移传感器的工作气候条件及储存运输气候条件见表2。表2工作气候条件储存运输气候条件环境温度℃0~45–40~55相对湿度%≤83（20℃±5℃时）≤90（20℃±5℃时）4.1.2力学环境4.1.2.1光栅角位移传感器在有包装情况下允许受到一般振动和冲击，并符合GB/T4857.7中规定的试验要求，振动时间为40min。4.1.2.2正确包装后的产品，经过汽车以25~40km/h的速度在三级公路上行驶200km后开始检查，应能保持其性能和技术指标，并允许与4.1.2.1等效。4.1.2.3正确包装后的产品，应能符合GB/T4857.5中规定的跌落试验要求，跌落高度等于300mm。4.1.3环境条件JB/T9942－19993光栅角位移传感器工作与储存，应在无腐蚀气体和明显油雾的环境中。4.1.4电源环境工作电压误差为±6%以内时，传感器能正常工作。4.2功能4.2.1光栅角位移传感器正确安装并与数显表组成测量系统后，传感器旋转时能正常连续读数，在360°范围内能正常显示角度值或转一周的脉冲数。4.2.2具有参考零位的光栅角位移传感器，参考零位功能显示应正确，在360°范围内只允许有一个参考零位。4.3外观质量及结构性能4.3.1外表面应平整、光滑，无明显机械损伤和缺陷，各氧化面和涂、镀层面应均匀，无脱落。4.3.2所有拆卸或可替换的结构零部件，设计、制造时应保证良好的互换性。4.3.3光栅角位移传感器各紧固和焊接部位应牢固，插头与插座接口应接触可靠，松紧适度。4.3.4具有防尘、防水、防油结构的产品，性能应符合该产品技术文件的规定。4.3.5光栅角位移传感器的启动力矩、惯性矩、允许的轴向和径向载荷应在说明书中给出数据。4.4准确度光栅角位移传感器的准确度用最大间隔误差的二分之一冠以“±”号表示，按使用要求分两个组，见表3。表3组别等级准确度组别等级准确度1±0.25″1±0.05r2±0.5″2±0.1r3±1″3±0.125r4±2″4±0.25r5±5″B5±0.5r6±10″A7±30″4.5光栅角位移传感器输出信号4.5.1光栅角位移传感器输出信号的幅值及质量，应符合系统的最高转速及细分精度的规定。4.5.2各型产品应在说明书中分别标明信号波形种类、信号路数、信号幅值范围、允许信号直流电平变化范围、各路信号间相位差变化量及正弦性误差（失真度）。4.5.2.1方波输出4.5.2.1.1输出信号路数组合应符合表4的规定。JB/T9942－19994表4序号信号路数信号组成12A、B23A、B和R或R34A、A、B和B45A、A、B、B和R1或1R56A、A、B、B、R1和1R4.5.2.1.2波形见图1。ω—角位移量；U—电压图1输出波形图JB/T9942－199954.5.2.1.3在说明书中应给出信号的高低电平范围。4.5.2.1.4输出信号占空比及相邻90°两路信号相位差变化量见表5。表5等级信号占空比（相位角）相位差变化量（相位角）1180°∶180°±15°90°±15°2180°∶180°±30°90°±30°4.5.2.2正弦波输出4.5.2.2.1输出信号路数组合应符合表6的规定。表6序号信号路数信号组成12A、B23A、B和R134A、A、B和B45A、A、B、B和R1或1R56A、A、B、B、R1和1R4.5.2.2.2波形见图2。4.5.2.2.3在使用说明书中应给出传感器输出电流信号幅值和额定负载。4.5.2.2.4输出信号直流电平在传感器旋转一周范围内的变化率和相邻两路90°信号相位差变化量按表7。表7等级信号直流电平变化率%相位差变化量（相位角）1590°±5°21090°±8°31590°±15°43090°±30°4.5.3凡具有参考零位的产品对参考零位脉冲信号必须提供下列参数：a）有参考零位电平范围；b）有参考零位脉冲幅值；c）有参考零位脉冲宽度。JB/T9942－19996ω—角位移量；U—电压图2输出波形图4.6抗干扰性能光栅角位移传感器与合格的数显表组成系统后，在规定的条件下按附录B（标准的附录）进行试验，引起的误差不大于加或减一个最小示值，并能分辨清楚。4.7可靠性光栅角位移传感器的可靠性用平均无故障工作时间（MTBF）衡量，其具体数值应在产品说明书中给出，但不应低于5000h。平均无故障工作时间分等见表8。表8等级123MTBF10000h7500h5000h4.8一次开箱合格率产品检验合格包装入库，经过储存运输后一次开箱合格率应不低于95%。JB/T9942－199974.9保修期用户在遵守使用说明书的前提下，从生产厂发货之日起18个月内，产品因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作，制造厂应负责保修。5试验方法5.1环境适应性试验5.1.1气候环境试验按GB/T6587.2和GB/T6587.3进行，其结果应符合4.1.1的规定。5.1.2力学环境试验按GB/T4857.5、GB/T4857.7及本标准附录A（标准的附录）进行，其结果应符合4.1.2.1~4.1.2.3的规定。5.2功能试验将受试传感器与数显表组成系统，模拟使用状态，使传感器传动轴旋转360°和在零位标志附近正反转，其结果应符合4.2.1和4.2.2的规定。5.3外观质量及机械结构检验外观质量及机械结构采用目测及手感法检验，应符合4.3.1和4.3.2的规定。5.4准确度试验5.4.1在角位移测试台上将被检角位移传感器与数显表连接成系统后，在工作气候条件下，受试传感器模拟使用状态安装并与多面体光电准直仪或环形激光干涉仪进行角位移比较，检验360°范围内测量点不应少于12点，并以最大误差值的二分之一冠以“±”号表示其结果，应符合4.4和表3的规定。5.4.2角位移测量系统的极限误差应不大于被检产品检定误差的三分之一。在准确度小于或等于±0.5″时，测量系统的极限误差不大于被测产品检定误差的二分之一。5.5输出信号试验用谐波分析方法检测，也可以用示波器、相位计和万用表检验，其结果应符合4.5的规定。5.6抗干扰试验角位移传感器与合格数显表连接成系统后，应按附录B规定的条件进行试验，其结果应符合4.6的规定。5.7可靠性试验5.7.1平均无故障工作时间（MTBF）试验按有关规定进行。其结果应符合4.7的规定。失效判别及计算失效的规定参见附录C（提示的附录）。5.7.2在出厂合格品中随机抽样，抽样数量按表9的规定。表9批量或连续生产数量推荐抽样数1~3全部4~16317~52553~96897~20013200以上20JB/T9942－199986检验规则6.1产品须经制造厂质量检验合格后方能出厂，并应附有证明其产品质量合格的文件。6.2出厂检验项目包括4.2.1、4.2.2、4.3.1~4.3.4和4.4的内容。6.3型式试验除4.7和4.9外，对第4章规定的各项技术要求应进行全面的检验。试验样品数量应不少于三套，并规定在具备下列条件之一时进行：a）新产品鉴定；b）设计有较大更改；c）主要工艺方法更改；d）关键材料、元器件更改；e）生产间断一年以上再生产时；f）一般正常生产两年进行一次。检验中出现故障或任一项目不合格时，应加倍抽样检验；仍不合格时，则判为不合格。6.4当用户和制造厂之间在质量问题上有争执时，应针对争执的项目进行仲裁试验，试验可双方共同参加，也可由上级主管机关进行。7标志、包装、运输及储存7.1标志7.1.1产品须在明显适当部位固定产品品牌，其型式、尺寸和技术要求应符合GB/T13306的规定，内容包括：a）制造厂名称；b）产品名称、型号；c）角位移传感器每转输出脉冲数；d）准确度等级；e）输出信号波形；f）出厂编号和制造日期。7.1.2在包装箱外壁应标明：产品名称、制造厂名称、产品型号、净重、毛重、尺寸（长×宽×高）和收货单位。7.1.3运输与储存标志，应标有“小心轻放”、“不许倒置”等字样或图案。标志应符合GB191的规定。7.2包装产品包装应符合GB/T13384的规定。7.3储存角位移传感器应储存在通风干燥、无腐蚀性气体仓库内。7.4随机文件随机应附带下列文件：a）产品使用说明书；b）产品合格证；c）产品装箱单。JB/T9942－19999附录AA1路面：三级公路中级路面。A2里程：200km。A3车速：25~40km/h。A4车型：4t卡车。A5载重量：满载的三分之一。A6包装件摆放位置：车厢后部，并适当固定。附录BB1抗干扰性能试验Ⅰ将角位移传感器与抗干扰性能合格的数显表连接成系统后试验。抗干扰性能试验建议按如下方法进行。B1.1在与数显表同一电网上，人为的制造下列干扰：a）用40A交流接触器，每隔5min左右启停一次5~10kW电动机，试验20次；b）距离