傳動誤差的基本測量原理：設(shè)θ1、θ2分別為輸入檐什、輸出軸的位移（角位移或線位移）碴卧，輸入、輸出之間的理論傳動比為i，如以θ1作為基準住册，輸出軸的實際位移與理論位移的差值即為傳動鏈誤差δ婶博，即δ＝θ2-θ1/i。根據(jù)對位移信號θ1荧飞、θ2的測量方法不同凡人，傳動誤差測量方法可分為比相測量法和計數(shù)測量法兩大類。
　　
　　1叹阔、機床傳動誤差比相測量方法
　　
　　兩傳感器的輸出信號θ1挠轴、θ2之間的相位關(guān)系反映了傳動鏈的傳動誤差。當傳動誤差TE＝0耳幢，即傳動比恒定時岸晦，θ1、θ2之間保持恒定的相位關(guān)系痪僵；當傳動比i發(fā)生變化時螃浑，θ1、θ2之間的相位關(guān)系也隨之發(fā)生變化暮诫。比相測量法就是通過測定θ1诵城、θ2之間的相位關(guān)系來間接測量傳動誤差TE。隨著數(shù)字技術(shù)霜售、計算機技術(shù)的發(fā)展瑟毡，比相測量法經(jīng)歷了從模擬比相→數(shù)字比相→計算機數(shù)字比相的發(fā)展過程。
　　
　】笸恕（1）模擬比相法
　　
　　常用的觸發(fā)式相位計即采用了模擬比相法伸果。模擬比相的原理：兩路信號經(jīng)分頻后變?yōu)橥l率信號進入比相計，它們之間的時差Δt取決于θ1跪篷、θ2之間的相位差δ（t）刊搁。經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器鑒別后，Δt變換為與比相矩形波占空比相對應(yīng)的模擬量Δu桃姐，占空比的變化即反映了傳動鏈的傳動誤差钻局。
　　
　　模擬比相測量系統(tǒng)存在以下問題：①δ（t）是以2π為周期并按一定規(guī)律變化的周期函數(shù)，設(shè)f為相位變化頻率口柳，ω＝2πf為角頻率苹粟，則有δ（t）＝δ（ωt）。兩信號比相時跃闹，相位測量是以1/f為周期的重復測量嵌削，由條件0≤δ（ωt）≤2π可知，Δu與δ（t）具有線性關(guān)系望艺。由于δ（ωt）呈周期變化苛秕，因此要求模擬記錄表頭的時間常數(shù)τ小于被測變化相位差的周期，即τ≤1/f，否則在前一個相位變化周期內(nèi)還未獲得準確讀數(shù)時艇劫，后一個周期已開始重復吼驶，這樣就無法實時記錄相位差的變化。因此模擬比相法的動態(tài)測量性能較差店煞，不能適應(yīng)實時分析處理的動態(tài)測量要求蟹演。②測量分辨率與測量范圍相互制約，如提高分辨率浅缸，則會減小量程轨帜，為此需配置量程選擇電路近沐，被測信號的相位差必須小于360°庵坛。③要求進入比相計的兩路信號頻率相同，即只能進行同頻比相象瓤，因此兩路信號的分頻/倍頻器必須滿足傳動比變化要求恼睹，電路結(jié)構(gòu)復雜，抗干擾能力差叨林，適用范圍較小狞衷。
　　
　　（2）數(shù)字比相法
　　
　　數(shù)字比相采用邏輯門和計數(shù)器來實現(xiàn)料鲫，相位差直接以數(shù)字量形式輸出久耍。比相原理：兩同頻信號θ1、θ2經(jīng)放大整形后得到兩組脈沖信號u1肝慕、u2椭皿，它們分別通過邏輯門電路控制計數(shù)器的開、關(guān)孟景。計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果即為θ1刻渔、θ2之間的時間間隔Δt，它與相位差δ（t）成正比让腹。設(shè)比相信號周期為T远剩，則有δ（t）＝2πΔt/T。
　　
　　數(shù)字比相測量法的主要特點為：①由于Δt值不僅取決于兩信號的相位差δ（t）骇窍，而且還與兩信號的頻率有關(guān)瓜晤。因此，為獲得較高精度的測量結(jié)果腹纳，就必須保證兩比相脈沖信號和時鐘信號均有較高精度痢掠。在一個比相周期T內(nèi)，任何引起比相信號頻率變化的因素都將影響測量結(jié)果只估。②雖然數(shù)字比相彌補了模擬比相的一些不足志群，測量穩(wěn)定性和可靠性有所提高，但仍然只能適用于同頻比相。
　　
　⌒吭啤（3）微機細分比相法
　　
　　20世紀80年代以來荠医，測試儀器微機化成為測量技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。在機床傳動誤差測量中桑涎，微機細分比相法開始得到廣泛應(yīng)用彰莲。
　　
　　微機細分比相法是數(shù)字比相法的微機化應(yīng)用。由于計算機具有強大的邏輯烈瘸、數(shù)值運算功能和控制功能泳疗，極易實現(xiàn)兩路信號的高頻時鐘細分、比相及輸出范般，因此外圍線路的制作比較簡單驹莽。傳動誤差為δ（t）＝2πNt/N。在比相過程中钟展，高頻脈沖φ不再由外部振蕩電路產(chǎn)生烙巩，而直接采用計算機內(nèi)部的時鐘CP；脈沖CP的計數(shù)不再采用邏輯門電路計數(shù)器肢钙，而采用計算機內(nèi)的可編程定時/計數(shù)器距堂。微機細分比相測量法具有如下優(yōu)點：①兩路比相信號無須頻率相同（即被測傳動鏈的傳動比可為任意值），在傳動鏈誤差的計算中遍削，傳動比為一常數(shù)吹夏。②比相相位差可為任意值，不受相位差必須小于360°的限制子擅。③實現(xiàn)了時鐘細分與比相的一體化弟孟，使硬件接口線路大大簡化。由于可編程計數(shù)器的分頻數(shù)可由計算機軟件控制仇祭，因此可方便地調(diào)整采樣頻率披蕉，以適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速下傳動鏈誤差的測量。④系統(tǒng)的細分精度和測量精度較高乌奇，便于構(gòu)成智能化没讲、多功能測量系統(tǒng)。
　　
　　2礁苗、機床傳動誤差計數(shù)測量方法
　　
　　模擬比相和數(shù)字比相均為同頻比相爬凑，為獲得同頻比相信號，必須首先進行傳動比分頻试伙；為保證各誤差范圍不致發(fā)生2π相位翻轉(zhuǎn)嘁信，還需要進行量程分頻。由于分頻會降低測量分辨率疏叨，因此必須在分頻前先進行倍頻潘靖，這就使測量系統(tǒng)變得較為復雜穿剖。此外，對于非整數(shù)傳動比因無法分頻而不能進行測量泛汁。
　　
　　數(shù)字計數(shù)測量法采用非同頻比相刽巍，因此不需對兩路脈沖信號進行分頻處理，可直接利用兩傳感器輸出脈沖之間的數(shù)量關(guān)系來計算機床傳動誤差寿经。
　　
　　（1）直接計數(shù)測量法
　　
　　直接計數(shù)測量法原理：設(shè)輸入鹦堕、輸出軸傳感器的每轉(zhuǎn)輸出信號數(shù)分別為λ1、λ2剖坟，選擇輸出軸θ2作為基準軸辆雇，采樣間隔T等于θ2脈沖信號的周期或它的整數(shù)倍。根據(jù)傳動誤差的定義绪桑，第j次采樣時的傳動誤差為：δ（j）＝［N1（tj）-N2（tj）（iλ1/λ2）］2π/λ1完冻。
　　
　　由于θ1、θ2是時間上離散的脈沖序列语哺，因此在測量過程中逐豆，采樣時間間隔（N2個θ2脈沖）內(nèi)θ1脈沖的計數(shù)N1（tj）是隨時間而變化的，且通常為非整數(shù)忽仗。這樣，其小數(shù)部分Δ所造成的誤差Δ2π/λ1就被忽略了浦译。此外棒假，實際傳動系統(tǒng)的（iλ1/λ2）不一定總為整數(shù)，即脈沖θ1的頻率不一定是θ2的整數(shù)倍精盅，如將N1理論視為整數(shù)處理將造成理論誤差帽哑，從而限制其應(yīng)用范圍。
　　
　　（2）微機細分計數(shù)測量法
　　
　　微機細分計數(shù)測量法的測量步驟為：①以前一個θ2脈沖作為開門信號叹俏，后一個θ2脈沖作為關(guān)門信號妻枕，用計數(shù)器對θ1的脈沖個數(shù)N0進行計數(shù)；②利用時鐘脈沖CP對脈沖序列θ1進行插值細分粘驰，對θ1脈沖信號的小數(shù)周期計數(shù)值TΔ和整數(shù)周期計數(shù)值T2分別計數(shù)屡谐；③計算傳動誤差：δ（t）＝（N0 TΔ/T2-iλ1/λ2）2π/λ1。
　　
　　微機細分計數(shù)測量法具有以下優(yōu)點：①可有效減小測量誤差Δ蝌数；②可充分利用計算機內(nèi)部資源及軟件控制來簡化外部硬件電路愕掏；③將測量采樣、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析融為一體顶伞，實現(xiàn)了智能化測量饵撑。

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