[发明专利]一种精密碳膜电位计自动修刻系统

说明书

一种精密碳膜电位计自动修刻系统，适用于航空航天技术领域。电位计自动修刻系统由恒流源供电电路、直线形电位计刀具半径补偿结构、电位计自动修刻系统、直线形电位计夹具结构组成。系统通过引入高精度的伺服数控系统和高稳定性的数据采集系统，对精密碳膜电位计进行修正，提高了修刻精度与成品率，该系统精度较高，稳定性能良好，具有良好的实时性、稳定性，且具有较强的抗干扰性和可靠性。

所属技术领域

本发明涉及一种精密碳膜电位计自动修刻系统，适用于航空航天技术领域。

背景技术

精密碳膜电位计作为位置反馈元件被广泛应用于航空航天技术领域的伺服反馈系统中。随着覆膜修正新工艺的产生，传统碳膜电位计的生产效率和成品率面临着重大挑战，而影响电位计生产合格率的一个重要因素就是电位计的线性度修正环节。

目前传统的电位计修刻方式仍然以手工或半自动化修刻为主，修刻原理以电桥法居多，虽然国内有部分企业实现了自动化修刻，但是真正实现电位计修刻的高精度高效率高合格率高精度还有许多难点需要不断克服与改进。

精密碳膜电位计俗称精密合成碳膜电位器(以下简称电位计，在航天航空领域的伺服机构中常用做位置反馈元件，根据其位置反馈类型线位移和角位移分为直线形电位计和环形电位计。电位计通过将电阻液均匀地喷涂在绝缘基体骨架上经烘干聚合工艺后形成一层致密均匀的电阻膜再经去浮膜、涂银焊线等工艺后制作而成。在使用过程中，通常在电位计两端加以恒压源，利用电刷臂将线位移或角位移的变化转换成电压(电阻)的变化已实现对位移的精确反馈。由于此类电位计相比起老式的电位器式传感器结构大大简化，输出精度大大提高，同时具有较长的机械寿命、极强的抗噪声能力以及超高的耐磨、耐油性能，电位计被广泛应用于雷达、导弹、火炮等军工领域中，并已经拓展到民用领域，电位计的需求量逐年增加。作为位置反馈元件，评价电位计性能好坏最重要的指标就是电阻膜的线性度，亦称非线性误差。经喷涂去浮膜等工艺后，电位计的线性度仅能达到2%或者更低，因此需要对电位计进行线性度修正又称电位计修刻。电位计修刻即是对电位计的线性度进行修正，通过对电阻膜进行一系列的检测、评估、修整来提高电位计的线性度以期满足使用要求。

目前国内的修刻方式较为原始，传统普遍采用磨削或者铣削方式对电位计进行修刻，并且多为在线修刻即边测量边修刻。此种修刻方式之所以能沿用至今是因为修刻的原理是基于电桥平衡法，并且在检测修刻过程中始终保持电刷与碳膜的接触更接近电位计实际使用工况。即便如此，这种修刻方式也存在一定的问题。随着市场对电位计高精度高线性度的要求，这种传统的修刻方式并不能完全满足使用要求。

发明内容

本发明提供一种精密碳膜电位计自动修刻系统，通过引入高精度的伺服数控系统和高稳定性的数据采集系统，对精密碳膜电位计进行修正，提高了修刻精度与成品率，该系统精度较高，稳定性能良好，具有良好的实时性、稳定性，且具有较强的抗干扰性和可靠性。

本发明所采用的技术方案是：

精密碳膜电位计自动修刻系统由恒流源供电电路、直线形电位计刀具半径补偿结构、电位计自动修刻系统、直线形电位计夹具结构组成。

所述恒流源供电的修刻方式采用电位计总电压反馈算法，即只需对总电压进行检测而不需要电刷参与来完成整个修刻过程。其中理想电压值的获取算法是采用最大电压梯度法。所谓最大电压梯度法是基于梯度在线性系统中即为直线斜率的概念，在电位计等分点测量的情况下，将相邻两点之间近似为直线关系，此段直线的梯度即为此直线的斜率，在N段曲线内求取最大直线斜率作为理想电压的直线斜率。