同步精度（精选八篇）
同步精度 篇1
时间同步在国防建设、工业生产、地质助探、大地测量以及科学研究等领域有着广泛用途, 对于一些尖端技术如火箭发射、卫星导弹的控制等航天活动有特别重大的意义, 所以各国长期以来一直致力于这方面进行研究, 使时间同步的手段和精度不断提高。在我国, 目前投入使用的时间服务系统主要有无线电长、短波授时台, 有源和无源电视同步系统, 以及GPS和北斗导航系统。
在现有卫星时间同步系统中, GPS和北斗导航定位系统由于能够发播精密的卫星星历, 因而同步精度比较高, 但需要专门的接收设备, 成本也比较高。卫星电视授时使用固定的卫星位置[1], 不考虑卫星漂移的影响, 授时精度只在毫秒量级。因此可以发展一种时间同步系统, 在达到一定精度的前提下, 减小使用和维护的成本。本文提出利用通信卫星进行时间同步的设想。基于现有能够测距的卫星收发系统, 可以对卫星进行初步的定位, 在时间信号中加播卫星位置信息, 精度可以达到微秒量级, 而且成本较低。
1卫星授时原理
标准时间信号由地面站送上卫星, 再由卫星转发至地面用户, 这当中由于信号在空间传播引入的时延为τ, 如果已知地面站、用户及卫星的位置坐标, 就可以扣除时延τ, 得到一个准确的秒信号。
信号总的传播时延可以用下式表示:
τ=tp+td+ts+D。
式中:tp是无线电信号在空间传播时延;td是收发系统的设备时延;ts是卫星转发器的时延值, D是电波在电离层、大气层传播时引起的附加时延。
在上式中, 设备时延误差及卫星转发器的时延误差都可以测定, 设备稳定时都是常量, 而D值对于C波段来说为几至十几纳秒.所以τ的不确定性主要来源于信号的空间传播过程。设M=td+ts+D可看作是常数, 卫星位置坐标为 (X, Y, Z) , 发收两地面站坐标为 (x1, y1, z1) 和 (x2, y2, z2) (属于地固坐标系) , c为光速。则秒信号经卫星的传递时延可以改写为:
2系统的组成
空间部分可以是任意同步卫星, 地面站具有测距功能, 可以自主地测定地面站发射的信号到卫星的往返时延, 以此为基础, 卫星时间服务系统构成如图1所示。
由3至4个卫星地面站充当测距站对卫星直接测距, 并定期将测量结果传至信号发播站, 由发播站计算卫星的位置、轨道, 并将轨道参数和原子钟的秒信号及1 MHz频率、时间编码一起发送至卫星。用户端接收时码、卫星星历等信息, 对接收的标准秒脉冲进行时延修正, 从而显示和输出标准时刻。
3 精度估计
(1) 式表明了时延测量值和卫星位置的依赖关系。然而由于同步卫星的轨道不是绝对的圆形, 倾角也不为0, 而是有一个小偏心率, 小倾角, 周期也不完全与地球自转周期同步。而且加上各种摄动力的影响, 使卫星相对于定点位置有漂移。这种轨道的卫星相对地球在东西经度方向, 南北纬度方向运动的一阶近似关系为[2]
φ=sinisinu≈isinu;
其中
利用伪距对卫星进行定位, 三站的测距方程为
式中: (x, y, z) 为卫星的直角坐标; (xi, yi, zi) 为第i测距站的直角坐标;τi为第i测距站发射信号到卫星的往返时延;c为光速。由三个方程联立求解出卫星坐标 (x, y, z) 。卫星定位精度与测距精度、测距站的布局有关。
3.1 卫星的定位及对授时精度的影响
标准时间信号经过地球站——卫星——接收站传递给用户, 其接收时刻t表示如下:
t=t0+tt+tr+tz+tup+tdown+ε。
式中:t0为发射的标准时刻, tt, tr为发射与接收系统的时延, tz为卫星转发器的时延, ε为电离层、大气层对电波传播的影响;tup, tdown为标准时间信号在空间的上下行时延。
上式中tt, tr, tz是设备的时延量, 可以测定。对于Ku波段的广播卫星信号传递来说, ε的值很小, 与卫星位置误差引起的定时误差相比较, 可以忽略不计。因此上式可以写为以下形式:
其中:D= tt+tr+tz+ε;
由于卫星并非静止不动, 使标准信号的传递时延发生变化, 由图2可以看出, 地面站A和卫星S的位置关系为
RAS=ROS-ROA (2)
(2) 式中, RAS为地面站到卫星的方向矢量, ROA和ROS为地面站和卫星在地固坐标系的位置矢量。设e= (cosαA, cosβA, cosγA) 为地面站到卫星的方向余弦, 并考虑到eRAS等于A、S间的距离DAS, 则 (2) 式又可以表示为
DAS= eROS-eROA。
用 (x, y, z) 表示卫星的实际位置S坐标, (x+dx, y+dy, z+dz) 表示所测卫星位置S′坐标, 则由测量误差引起的时间延迟变化量为:
τ = (DAS′ -DAS) /c = (eROS′ -eROS) /c=[cosαAdx+cosβAdy+cosγAdz]/c。
因此, 对于地面发射站和接收站, 由卫星位置引起的总的时间延迟变化量为:
τ =[ (cosαt+cosαr) dx+ (cosβt+cosβr) dy+ (cosγt+cosγr) dz]/c。
其中 (cos αt, cos βt, cos γt) , (cos αr, cos βr, cos γr) 分别为发射站和接收站相对于卫星的方向余弦, c为光速。
假定卫星在三个坐标方向上是等误差的, 为ds, 则授时的均方误差δ (τ) =ρds/c[3]。
称为接收站接收标准时刻的误差因子。以鑫诺卫星为例, 如果以北京为发射站, 上海、西安、广州、长春等主要城市的误差因子都约等于2, 因此, 不管接收站位于何处, 卫星的授时误差是卫星位置误差的两倍。
3.2 定位精度对时刻同步精度的影响
分处两地的两台原子钟, 同时接收卫星信号进行时刻比对 (即共视法) , 则钟差表示为
τ=Ti-Tj= (Ri-Rj) - (τi-τj) 。
其中:Ri, Rj分别为i, j两站接收到的秒信号与原子钟秒的时刻差;τi, τj分别是卫星信号到i、j站的传递时延。
同样, 由上一节的分析可知, 因为卫星位置误差引起的时刻比对误差为
Δτ=[ (cosαi-cosαj) dx+ (cosβi-cosβj) dy+ (cosγi-cosγj) dz]/c。
设卫星在三个坐标方向上的误差分布是相同的, 为ds, 均方误差δ (Δτ) =ρijds/c[4]。
其中
称为两站利用卫星进行时刻同步的误差因子。文献[4]指出, 两地时钟的同步与相近的远近有关, 相距越近则卫星位置误差对时刻同步误差的影响越小。对于相距几百公里的两钟同步, 此项误差可忽略。
相距较近的两站利用同步卫星进行时刻同步, 由于卫星信号至两站的传播路径上, 电离层和大气层的情况基本相似, 使得电波传播中的扰动成为主要的误差源。在两站原子钟利用同步卫星进行时刻同步时还有一项误差, 就是两套接收及比对系统的时延差, 这项误差可在试验之前, 先把两套设备放在一起测出两套系统的时延差, 用以修正两地时刻同步的结果。
4 结论
我国现有的短波、长波授时不能满足国家对授时精度、硬盖面、信号可靠性、服务连续性、廉价用户设备及降低维持费用的多方面需求;卫星电视信号中虽插入了标准时间和时码, 由于没有卫星星历, 其授时精度只在毫秒秒级;广泛应用的GPS授时系统, 由于受美国军方控制, 难于确保安全使用;我国自行研制的双星系统具有高精度授时能力, 但系统投资大、用户设备并非便宜、建设周期长, 以现有通信卫星进行时间服务, 具有投资少、精度高、覆盖面广、信息量大、用户设备便宜、操作简单等特点, 是我国实行多授时手段之一, 具有较高的应用价值。
由分析得出, 卫星定位精度是影响授时及时间比对的主要因素, 如果能提高定位精度, 则时间服务的精度也将有较大的提高, 这可以从以下几方面入手, 一是能够获取卫星通信公司的支持, 得到卫星的轨道参数;二是改进目前采用的定位方法, 以求达到更高的定位精度。
摘要：利用同步通信卫星进行时间传递, 和其他的时统系统相比, 具有成本低、精度高的特点。提出了利用通信卫星进行授时和时间比对的方案, 研究了卫星定位精度对时间传递精度的影响, 并探讨了进一步提高精度的方法。
关键词：时间信号,卫星,定位
参考文献
[1]杨旭海, 王晓晗, 李志刚.基于轨道改正的卫星信号传递时间频率学报, 2006;29 (2) :100—101
[2]刘良栋.同步卫星的轨道摄动及定点位置保持.空间电子技术, 2003;11 (2) :66—67
[3]宋金安.卫星电视授时系统及精度估计.陕西天文台台刊, 1994;17 (2) :3—4
同步精度 篇2
随着网络技术的发展,分布式控制系统中对时间同步的要求越来越高.为了满足某些领域中微秒级时间同步的要求,本文对IEEE1588高精度时间同步进行了研究,对该算法实现高精度同步的方法进行了阐述,同时对实际系统中存在的问题进行了剖析,根据分析结果,采用系统晶振补偿和OffsetTime滤波的`方法对系统进行了完善,并进行了实验.实验结果表明,通过晶振补偿和OffsetTime滤波很大程度上提高了同步精度,达到了高精度同步系统的要求.
作 者：桂本�@ 刘锦华 GUI Ben-xuan LIU Jin-hua 作者单位：桂本�@,GUI Ben-xuan(浙江大学先进控制研究所,杭州,310027)
刘锦华,LIU Jin-hua(中石油辽河油田分公司,辽宁,盘锦,124010)
本地高精度时间同步系统建立探讨 篇3
当前本地时间同步系统的建立主要手段有:用B码做传输手段、以中心站分站为基础建立时间同步局域网;分站以IRIG-B码为主要对时手段, 以北斗授时、GPS授时为参考对时手段。
由于“北斗一代”工作一直不是很稳定, 还不能用来做分站的分布定时的主要手段。GPS系统由国外控制, 也不能做分站定时的主要手段。所以分站定时还是以IRIG-B码为主要手段, 以北斗、GPS为参考定时手段。存在不足主要有:只适应模拟信道传输, 在数字信道传输精度低, 不能满足发展中的精度要求。稳定性、可靠性有待进一步提高。
2 高精度时间同步网的设计思想
高精度时间同步网, 其主要特点是改用高精度北斗授时仪为主要定时手段。以2M信道或IP信道为参考手段, 建立高精度高稳定度分散式同步网。如此站间同步精度可大大提高。时间同步局域网也是以中心站分站的形式呈现。
2.1 中心站的组成及作用
时统中心站一般由定时校频系统、时间基准系统、网络管理系统组成。
中心站的定时校频系统一般由高精度北斗授时仪、长波授时仪、铷原子频标组成, 对精度要求较高的可配置铯原子频标或氢原子频标。
时间基准系统由具备E1接口、PTP协议网口的时统设备组成。
中心站的作用:
(1) 用北斗接收机接收标准时间, 对铷频标驯服, 同时对北斗准时秒进行计算处理, 得到高精度的时间基准。用长波做参考手段。
(2) 用E1信道把时间信息传输给各分站, 同时接收来自分站的返回时间信息, 来判断分站的同步状态。也可用PTP协议通过网络把时间信息传给分站。
(3) 利用网络对分站进行统一管理。
2.2 分站的组成及作用
分站由高精度北斗授时仪、具备E1接口、PTP协议网口的时统设备组成。
分站的作用:
(1) 用北斗接收机接收标准时间, 对铷频标驯服, 同时对北斗准时秒进行计算处理, 得到高精度的时间基准。
(2) 用E1信道接收来自中心站的时间信息做备用对时手段, 同时把本站时统设备的时间信息通过E1信道返回给中心站。也可用PTP协议通过网络得到时间信息。
(3) 把E1信道来的准时信息与高精度北斗时间对比来判断分站的同步状态。
2.3 中心站与分站的关系
局域网由中心站和分站组成。中心站与分站同时利用高精度北斗授时设备进行同步对时。站间同步精度可优于0.5S。同时中心站利用2M信道返回的各分站时延信息可准确知悉各分站的同步情况。分站可利用中心站通过2M信道送来的时间信息与本站通过高精度北斗授时设备的时间信息进行比对, 随时判断本站同步的正确性, 如果高精度北斗授时设备出现故障, 立刻采用信道时间。
3 高精度北斗授时设备
3.1 北斗直接授时存在的主要问题
直接使用北斗模块的时间信息存在两方面的问题:
(1) 北斗授时会受到天气等多方面的影响, 造成一些不稳定的因素。
(2) 根据测试目前北斗在正常授时的情况下, 北斗秒存在100ns的不稳定性。
3.2 高精度北斗授时设备原理
高精度北斗授时设备由北斗授时模块、运算处理模块、铷原子频标3部分组成。
北斗授时模块的时间信息来自天文台, 所以其时间的长期稳定是其主要特点。不足是其经过传输造成短期稳定不够好, 同步误差大约为100ns。
用本地铷频标形成的时间, 主要特点是短期稳定好, 秒稳一般优于1ppt。不足是原子频标都有漂移, 一般为10ppt。
将二者结合, 用北斗时驯服铷原子频标, 使得频标的频率与天文台频率同步。通过一定的算法使得本地铷频标形成的时间与天文台时间同步。输出高精度的标准时间信息。
4 高精度E1接口时间信息传输系统
4.1 设备组成
时统信号数字传输终端主要由二部分组成:发送终端接收终端。发送终端主要由B码解码电路、B (AC) /B (DC) 转换电路、同步单元、分频级、终端单元以及2M接口形成单元组成。接收终端主要由2M接口解调单元、解码单元、同步单元、B (DC) 码形成单元、B (AC) 码形成单元组成。
4.2 主要功能
时统信号数字传输终端主要完成把时统产生的B (AC) 码或B (DC) 码信号变换成数字信道传输的2M标准数字接口, 数字信道传到用户端, 再还原为B (AC) 码和B (DC) 码以及1PPS信号, 以供用户选用。
4.3 工作原理
4.3.1 时统信号数字传输终端发送端
发送端由解码电路、分频系统、同步系统、时钟产生电路、编码电路五部分组成。
解码电路把B码信号的时间信息和准时信息解调出来, 分频系统和同步系统给编码电路和时钟产生电路提供准确的时间信息和时延信息, 再由编码电路编为2M-G.703信息发送出去。
4.3.2 时统信号数字传输终端接收端
同步精度 篇4
联网计算机同步时钟最简便的方法是网络授时。网络授时分为广域网授时和局域网授时。广域网授时精度通常能达50 ms级,但有时超过500 ms,这是因为每次经过的路由器路径可能不相同。现在还没有更好的办法将这种不同路径延迟的时间误差完全消除。局域网授时不存在路由器路径延迟问题,因而授时精度理论上可以提到亚毫秒级。Windows内置NTP服务,在局域网内其最高授时精度也只能达10 ms级。因此,提高局域网NTP授时精度成为一个迫切需要解决的问题。
1 网络时间协议简介
网络时间协议NTP(Network Time Protocol)的主要开发者是美国特拉华大学的MILLS David L.[1]教授设计实现的,由时间协议、ICMP时间戳消息及IP时间戳选项发展而来。NTP用于将计算机客户或服务器的时间与另一服务器同步,使用层次式时间分布模型。在配置时,NTP可以利用冗余服务器和多条网络路径来获得时间的高准确性和高可靠性。即使客户机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下,仍可提供高准确度时间。
实际应用中,还有确保秒级精度的简单的网络时间协议SNTP(Simple Network Time Protocol)。SNTP是NTP的一个子集,主要用于那些不需要NTP的精度以较高实现复杂性的网络时间同步客户机。SNTP协议已减少了网络延时对校对准确的影响,但没有冗余服务器和校正时钟频率误差功能。
除了认证符字段在SNTP中一般被忽略外,SNTP的报文格式与RFC-1305中所描述的NTP格式是一致的。NTP/SNTP服务端使用固定的UDP端口号是123。表1是NTP/SNTP报文格式的描述。
2 NTP授时原理
NTP最典型的授时方式是Client/Server方式。如图1所示,客户机首先向服务器发送一个NTP包,其中包含了该包离开客户机的时间戳T1,当服务器接收到该包时,依次填入包到达的时间戳T2、包离开的时间戳T3,然后立即把包返回给客户机。客户机在接收到响应包时,记录包返回的时间戳T4。客户机用上述4个时间参数就能够计算出2个关键参数:NTP包的往返延迟d和客户机与服务器之间的时钟偏差t。客户机使用时钟偏差来调整本地时钟,以使其时间与服务器时间一致[1]。图1中:
T1为客户发送NTP请求时间戳(以客户时间为参照);T2为服务器收到NTP请求时间戳(以服务器时间为参照);T3为服务器回复NTP请求时间戳(以服务器时间为参照);T4为客户收到NTP回复包时间戳(以客户时间为参照);d1为NTP请求包传送延时,d2为NTP回复包传送延时;t为服务器和客户端之间的时间偏差,d为NTP包的往返时间。
现已知T1、T2、T3、T4,希望求得t以调整客户方时钟:
假设NTP请求和回复包传送延时相等,即d1=d2,则可解得:
根据式(1),t也可表示为:
可以看出,t、d只与T2、T1差值及T3、T4差值相关,而与T2、T3差值无关,即最终的结果与服务器处理请求所需的时间无关。据此,客户端即可通过T1、T2、T3、T4计算出时差t去调整本地时钟。
3 NTP授时精度分析
NTP授时精度与NTP服务器与用户间的网络状况有关,主要取决于NTP包往返路由的延时对称程度,往返路由的延时不对称值最大不超过网络延时。式(2)是在假设NTP请求和回复包在网上传送延时相等,即d1=d2=d/2的情况下得出的,而d1、d2的取值范围在(0...d)间,由式(3)可以得出最大授时误差是±d/2。一般广域网的网络延时在10 ms~500 ms之间;局域网的网络延时在计时操作系统内核处理延迟的情况下通常小于1 ms。
假定局域网内NTP延时小于1 ms,理论上授时误差小于0.5 ms,但对于Windows操作系统内置的NTP客户和NTP服务,并不能达到此精度。Windows NTP时钟分辨率因操作系统和硬件不同而有所不同,时钟分辨率通常为10 ms或15 ms。基于Windows操作系统内置的NTP授时精度最高不超过10 ms。
4 基于NTP减少计算机时钟偏差
4.1 计算机时钟偏差分析
通用PC机自带两类时钟源:硬件时钟和软件时钟(或称为系统时钟)。不论是硬件时钟还是软件时钟,都是由石英晶体振荡器驱动的,通过累计石英晶体振荡器输出脉冲数,换算出时间。所以计算机时钟的准确度取决于晶振频率准确度。受温度变化、电压、芯片老化等因素影响,晶振频率会发生小幅度波动,其中温度对晶振频影响最大。
由于工艺和材料的原因,同一生产线上标称频率相同的石英晶体,其实际频率是不同的,实际频率与标称频率偏差率从10-4量级到10-9量级不等。以10-4量级为例,时钟每天至少误差8.64 s。
4.2 基于NTP减少计算机时钟频率偏差
时钟频率偏差是时钟长期计时累积误差的主要原因,要提高时钟长期计时精度,必须补偿时钟频率偏差。联网的计算机可采用NTP方式,可非常方便地校准时钟频率偏差[2],其原理如图2所示。以NTP服务器时钟为标准时间,在某一时刻设置NTP客户机时间为NTP服务器当前时间T0,经过一段时间后,NTP服务器时间为T0+tsn,NTP客户端时间为T0+tcn。因为存在时钟频率偏差,tsn与tcn并不相等。NTP客户端时间tcn需乘以时钟频率偏差系数k才等于tsn,即tsn=k×tcn,所以k=tsn/tcn。
任何晶振实际工作频率都是不稳定的,只是程度不同而已。即使温度补偿的晶振,在常温范围内(摄氏10℃~35℃)也有大约5×10-7~2×10-6的误差。晶振实际频率是受外界多种因素(温度、电压、老化等)影响而改变的。因此,时钟频率偏差系数k并非恒定不变的。每隔一定时间,NTP客户机要对时钟频率偏差系数k进行校正,才能保证计时精度。
5 采用高分辨率时钟提高授时精度
局域网内100 B以太网帧在百兆网络物理层单向延时理论值约8μs,要精确测量NTP包网络延时,提高授时精度,时间分辨率必须达到或高于μs级。Windows系统常用的多个与时间有关的API,其时间分辨率最高精度只能达到ms级。其中,time、gmtime、localtime的时间值精确到s级;函数Get Tick Count返回值时间精确到10 ms或15 ms。
Windows计算机系统内部有一个高精度性能定时器。函数Query Performance Frequency可得到这个定时器的频率。函数Query Performance Counter可得到定时器的当前值。利用2次获得的计数之差及时钟频率,就可以计算出事件经历的精确时间。缺点是:读取速度相对慢,在PⅢ866 MHz和P4 2.8 GHz计算机上执行的速度分别约为1.13μs和1.12μs,与CPU速度关系不大。在使用时要注意它的实用分辨率大约只有2μs。
Intel Pentium及以上级别的CPU中,有一个称为“时间戳(Time Stamp)”的部件,它以64 bit无符号整型数的格式,记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数,提供了1条机器指令RDTSC(Read Time Stamp Counter)来读取这个时间戳。但实际执行约需200个时钟周期,对于1 GHz处理器实用分辨率约0.2μs。
采用高精度性能定时器或RDTSC均可为网络延时测量提供μs级计时,但要根据系统的具体情况选择一个最合适的。
有了μs级计时器,并不表示基于Windows系统的NTP授时精度实际达μs级。因为时间戳一般都在应用层加盖,包含了计算机处理和协议封装(解封)开销等不可具体量化的时延,数值大多在几百μs到几十μs间,具有随机性,无法准确预知,从而造成NTP精度无法进一步提高。百兆交换式局域网实际授时精度约±250μs。
6 高精度局域网授时实现
在Windows计算机网络中,采用高分辨率定时器可有效提高局域网NTP授时精度,减少时钟与标准时间的偏差。校正时钟频率偏差系数,可减少长期计时累积误差及提高时钟准确度。
6.1 计算机网络组成
为使测试结果反映实际应用的环境,测试是在正常运行信息业务的真实网络环境下进行的。参加测试的计算机和网络设备正常处理日常业务。计算机网络由100多台计算机和十几台48/24口、10 M/100 M自适应交换机级联而成。计算机间以100 Mb/s网速通信。
作为NTP服务器的是一台P4/2.8G/512 MB内存,操作系统为Windows XP台式计算机。NTP客户端的计算机是一些PⅢ/866/256 MB内存Windows XP计算机。Windows XP默认已打开UDP 123端口,为了不与Windows内置的NTP服务发生冲突,根据上述提高NTP授时高精度算法编写的客户端和服务器端测试程序,采用其他空闲的UDP端口,如UDP 1000端口。
6.2 实验评估
测试时间持续10天,客户机每分钟向服务器发出1个NTP请求进行测试:
(1)根据NTP返回包计算出时钟频率偏差系数k和NTP包延时d。各NTP客户机所得的测试结果类似,图3是其中1台NTP,客户机每分钟向服务器发出1个NTP请求包,计算出客户机时钟频率偏差系数组成的曲线图。时钟频率偏差系数是某一数值附近波动变化的,主要受温度的影响。曲线第42个点的时钟频率偏差系数是0.999 951 5,数值变化速度开始缓慢。假设时钟频率偏差系数是0.999 951 5,在未校正系数前,每天误差约4.19 s。除去前面41个变化速度较快的点,10天中时钟频率偏差系数从0.999 951 5缓慢波动变化到0.999951 2。对应的时钟频率偏差系数误差δ是3×10-7,折算后约38.5天误差为1 s。所以校正时钟频率偏差系数后,时钟长期计时误差可轻易地达到10天少于1 s。
图4所示为测试过程中每次NTP包在客户机和服务器间往返的延时情况,在10天中99%的NTP包延时小于500μs;延时在1 ms~2 ms的NTP包24个,占0.17%;延时在2 ms~10 ms的NTP包10个,占0.069%;延时10 ms以上只有2个,占0.013 9%。大延时NTP包在测试过程中上随机出现的情况将仅占1%,延时500μs及以的NTP包滤除后,局域网NTP授时最大延时小于500μs,授时偏差最大不超过±250μs。
7 进一步提高NTP授时精度的方法
局域网络延相对较大的原因在于时间戳一般都是在应用层加盖。为减少操作系统内核处理延时的影响提高NTP授时精度,发/收NTP包时间戳应尽量接近主机真实发/收包时刻。在不改变硬件的条件下,一个可行的办法是修改网卡驱动程序,将记录NTP包发/收时间戳从应用程序移至网卡驱动程序处,可消除操作系统内核处理延时不确定而引入的误差[3]。这种方法在局域网中可大幅提高NTP授时精度至μs级。
为了减少温度引起晶振频率漂移对时钟准确度的影响,可以采用数字温漂补偿方法,提高时钟长期计时准确度。先测出工作温度范围内温度对应的温漂补偿系数,工作时每隔一定时间,根据实际温度查出对应补偿系数动态地修正时间。
时钟频率偏差和时钟分辨率低是局域网NTP授时精度不高的主要原因。本文提出了基于通用Windows PC软硬件架构消除这两种误差的低成本且实施方便的高精度方法。随着自动化的通信技术发展日新月异,以太网技术不断渗透到工业控制现场总线应用领域,许多工业控制需要精确的时间,如变电站顺序事件记录SOE需达ms级,本文方法可为工业以太网的高精度同步时钟应用作参考。
摘要：Windows操作系统内置的NTP授时精度不高,分辨率最高只有10ms。给出一个基于Windows操作系统的计算机网络同步时钟实现方案,该方案可以有效提高计算机时钟同步精度,在LAN中时钟同步精度达250μs。同时采用了校正时钟频率误差算法,校正后的时钟长期计时误差能达到10天少于1s。
关键词：NTP局域网,时钟频率偏差,高精度授时
参考文献
[1]MILLS D L.Network time protocol(Version3)specifica-tion,Implementation and Analysis-RFC1305,1992.
[2]黄沛芳.高准确度时钟程序算法.电子技术应用,2001,27(8).
同步精度 篇5
为了实现进一步的精确控制, 达到工艺标准对于生物改良剂施加控制精度要求, 运用PDCA循环分析法, 进行了系统的分析、研究, 并制定出相应的措施, 收到了很好的效果。
1 存在问题及原因分析
针对生产赛伏滤棒质量存在波动, 对2009年3、4月份4台机台不合格品的数量、频数及类别进行统计分析, 数据图表如下:
由以上图表可以看出, 影响产品质量波动最主要因素是改良剂施加不均。主要有以下两点因素:a.设备原设计改良剂施加泵是由单独回路控制, 不随主机速度变化而变化, 致使在启机停机或车速变化时, 有部分滤棒因改良剂施加量变化而成为不合格品。同时主电机是励磁调速, 缺点是速度变化波动大, 不易精确控制。b.改良剂来料时存有杂物及易结痂, 在使用过程中易堵塞管路。导致施加量产生变化。
2 抓住问题源头, 制定对策、完善设备性能, 保证产品质量
对上述因素系统分析后, 针对不同因素制定出相应措施和改造方案。
首先, 确定了“主机与改良剂泵联动控制”的改造方案, 使改良剂泵的转速与主机同时变化, 杜绝了改良剂在设备启动、停机时施加不均的问题。a.把主机励磁调速改造成变频调速, 使主机运行稳定, 调速精确, 为联动控制做准备工作。b.采用电阻分压原理, 利用变频控制器的特性使改良剂施加泵的速度与主机运行速度同步运行, 达到施加量比例准确, 运行稳定可靠的理想效果。
U2为主机变频器控制电压0-10DC。U3为改良剂变频器控制电压0-10DC。利用电阻分压原理可以使U1变化时, U2与U3同时按比例变化。同时, U2与U3也可以单独调节改变变频器控制电压, 达到改良剂泵与主机转速同步变化。
这项改造充分利用现代化科技产品——变频器, 使主机运行稳定可靠, 巧妙采用电阻分压原理, 结构简单, 便于实现。经过试运行, 同步调节时, 改良剂施加量与主机调速同步跟踪良好, 比例准确无误, 达到了预期效果。
其次, 在改良剂出库时进行一次过滤, 把内含杂质除掉, 在机台加注前进行二次过滤, 将改良剂产生的凝结物滤掉。同时在压缩空气管路中安装空气过滤器 (QSL-15) 使用过程中除去空气中的水分及杂物, 避免压缩空气对改良剂的喷施效果产生影响, 使喷嘴产生阻塞现象。
3 完善考核制度, 加强检测力度, 加强日常维护保养, 确保附属设施处于良好状态
为了全面解决此项问题, 取得更好的效果, 对其它次要因素也制定相应措施加以解决。a.对生物改良剂施加实行“三级检测”。对改良剂添加实行两次过滤。设立兼职“改良剂检测员”, 每周对采集的数据进行总结分析, 总结出上下波动范围及存在问题原因, 并制定出解决措施。b.定期对计量泵进行校对, 并做好车速、变频器读数的记录。及时更换损坏配件。定期对改良剂喷咀、固定座进行彻底清洗, 随时清理料罐、管路内结痂物。c.正常生产时要保证喷咀位置、角度及改良剂雾化效果。料罐内改良剂液面不得低于罐体1/3。雾化后料液与丝束的接触宽度不得小于丝束宽度的2/3。
4 产生的效果
通过对策实施后, 改良剂均匀施加精度有大幅提高。效果检验如下:对8、9、10月份1~4号机台不合格品的数量、频数及类别统计, 数据统计见图表:a.由以上表可得出:赛伏咀棒抽检合格率由原来的93.09%提高到现在的97.47%, 比目标值提高0.47%。b.九台设备共投入各项改造费用93, 807元, 2009年我车间共生产赛伏滤棒72, 892万支, 滤棒市场价格为0.014元/支, 合格率提高4.38%。全年可为工厂节省35余万元资金。 (72, 892×0.014×4.38%-9.38=35.32万元。)
5 巩固措施
a.对生物改良剂施加均匀度实行自检、专检、抽检“三级检测”制度, 并纳入标准化考核细则。b.将清理改良剂喷咀纳入日保养内容, 提高日常设备维护保养质量。加强对机台人员工艺、质量等知识的培训力度, 提高全员的质量意识。c.对改造方案、数据统计、论证过程等进行细致整理, 归纳存档。建立长效机制, 以促进此项工作取得更大效益。
参考文献
[1]变频技术与应用[M].北京:教育出版社.
基于E1通道的高精度时间同步算法 篇6
随着通信技术的快速发展, 信息系统对时间同步的要求越来越高。目前, 在专网的信息系统中大部分终端设备所使用的时间都是由独立的系统内部时钟来提供的, 由于各系统内部时钟的差异, 系统长时间运行之后导致系统与系统之间会出现较大的实际偏差, 这样会给专网的信息系统的运行和效能发挥带来巨大的安全隐患。
目前, SDH光纤网已广泛覆盖军内各通信台站, 由于E1通道具有很高的可靠性和稳定性, E1通道已成为各类信息系统互联的主要通信线路, 使用SDH光纤网的E1通道进行时间同步信息传递, 其信号传递链路是“半永久”链路, 不像IP网络存在每次通信路径变化和往返路径不对称的问题。因此通过一定方法, 只要解决传递信号往返路径对称的问题, 就可以实现高精度时间同步信息传递, 不仅可以满足通信网自身同步的需要, 也可以充分利用SDH光纤网的E1通道, 无须增加额外传输设备, 为各类信息系统的应用提供高精度时间频率信号。
2 基于SDH E1通道的同步组网
SDH信号是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构, 由9行和270*N列8bit字节组成。整个帧结构主要分为段开销、管理单元指针和信息净负荷3个部分。其中, 在净负荷区可以封装各种信息 (如PPP帧, ATM信元、IP包等) , 而不受其具体信息结构的影响, 可以说信息净负荷具有透明性。
一个简单的基于El通道的时间同步系统结构由主时钟、从时钟和传输通道组成。系统采用主从时钟方式, 通过SDH传输时间同步信息, 只需占用SDH的一个2M, 网络结构如图1所示。
其中, 系统A内的主时钟为高一级时钟, 系统B内的从时钟可以是一台时钟, 同步到主时钟后再输出各类信号给系统B内的终端设备, 也可以是具有时钟接收功能的模块, 该模块可直接接入用户终端设备。主时钟对时间信息进行编码, 利用网络的对称性和延时测量技术, 实现主从时钟的同步。
3 基于E1通道的时间同步算法
基于E1通道进行高精度时间同步算法, 它主要由以下步骤实现 (如图2所示) 。
(1) 主时钟周期性 (如1秒) 通过E1通道向从时钟发送同步帧, 同步帧中包括时标信息和时间信息, 主时钟记录同步帧的发包时间戳T1。
(2) 经过时间△t1, 从时钟端口接收到主时钟端口所发出的同步帧, 并将该同步帧转发回主时钟。
(3) 经过时间△t2, 主时钟端口于T2时刻接收到从时钟端口所转发的同步帧, 并提取其中的时标信息。
(5) 主时钟完成单向时延的测定后, 将测得的单向时延值通过广播帧发送至从时钟端口。
(6) 从时钟端口接收到主时钟发出的单向时延值广播帧, 并提取该单向时延值。
(7) 从时钟根据单向时延值对其所提取的时标信息进行时延修正, 使从时钟时间保持与主时钟时间一致的频率与相位。
4 软件协议设计
由于时间同步信息在E1通道内远程传送, 为了保证信息正确传送, 算法选择与SOH开销处理兼容的高级数据链路协议 (High-Level Data Link Control, HDLC) 来封装相关命令和时间信息, HDLC的帧格式如图3所示。
其中, 标志字段F标识HDLC帧的开始和结束, 使用固定码字“01111110”, 地址字段A用于标识目标节点, 控制字段C标识命令或响应类型, 信息字段标识包括时标信息和时间信息, 校验字段采用CRC16。
HDLC帧被传输到E1通道后, 数据被保存在缓存中, 按照FIFO的原则, 从缓存中读取数据并转换后通过E1通道传输, E1通道上传输的数据没有数据帧的概念, E1帧是32个时隙的组合, 每个时隙传输一个字节的数据, 在E1通道中传输每个数据时, 都是从E1帧的TS0开始传输的, 因此, 通过HDLC协议实现数据传输时, 尽量采用短帧传输。
5 同步算法在现网的应用
2014年, 我们在军事通信网内进行了基于E1通道的时钟同步现网测试。测试采用点对点连接方式, 在某通信枢纽机房配置一台主时钟, 在某观通站机房配置一台从时钟, 从时钟通过E1通道同步到主时钟后输出1PPS+TOD信号供某信息系统同步。
为验证从时钟的同步性能, 我们使用Time ACC时间综合测量仪连续3天不间断记录从时钟输出1PPS的精度, 测试结果表明从时钟输出的1PPS精度范围稳定在-400~-800ns范围之内, 满足某信息系统同步精度优于±2μs的要求。通过分析数据, 我们可以得到从时钟输出1PPS的抖动值小于±0.8ns, 说明经过SDH传输后, 从时钟仍然可以保持非常高的稳定性。
6 总结
本文通过克服现有技术的不足, 提出了一种基于E1通道的高精度时间同步算法, 由主时钟根据其同步帧发送时刻与接收时刻的间隔来测定双向时延, 主时钟计算出单向时延并转发给从时钟, 从时钟根据单项时延值和主时钟的本地时钟信息对从时钟的时标信号进行精确的时延修正, 修正过程不涉及到从时钟的接收时间信息, 避免了对时钟本身存在的时间不同步的问题, 提高了时间同步的精度, 时间传递精度可控制在10ns左右;同时综合考虑了主时钟到从时钟、从时钟到主时钟的双向线路时延, 较传统的单向时延方法而言, 进一步提高了时间同步的精度和可靠性。
参考文献
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[2]戴宝峰, 崔少辉, 常健.IEEE1588最佳主时钟算法的分析与实现[J].仪表技术, 2008 (02) :29-31, 34.
[3]赵红, 周春福, 张春, 等.IEEE1588在混合网络中性能分析[J].通信技术, 2010, 43 (10) :89-91.
[4]王璇, 杜军.CE/PTN中时钟同步和实现的一种方法[J].通信技术, 2009, 42 (02) :88-90.
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同步精度 篇7
同步相量测量装置(PMU)是一种广域测量设备,它能够提供带时间标签的电力系统电压、电流和功率等数据,目前投入运行的PMU都以全球定位系统GPS(Global Positioning System)作为同步时钟源[1]。同步时钟源即便只有1 ms的偏差,也会对工频50 Hz的电力系统产生18°的误差。如果要求保证误差小于1°,则同步时间精度不能大于55μs。因此寻找可靠的时钟源,确保异地被测相量的高度同步性,实现可靠的同步相量测量对于保障我国电网安全至关重要,也是当今各国争相研究发展的新兴科技领域之一[2]。
目前,同步相量测量技术研究大多建立在GPS时钟稳定可靠的前提下,一旦GPS信号丢失,PMU将无法正常工作。GPS信号来源于美国,是由美国军方掌控的,其他国家没有自主控制权。2000年1月美国又成功地进行了“局部屏蔽GPS信号”技术试验(即在需要的时候可以局部关闭GPS信号),使得其可用性和授时精度均受制于美国的GPS政策。并且GPS接收模块输出的时间信号随机误差较大,例如标称时间精度为1 ms的OEM板,其秒脉冲偏差可能达到10 ms[3]。因此,直接利用GPS接收机输出的时间信号和秒脉冲信号校准时钟源,很难保证PMU所要求的时间精度,必然影响PMU的测量质量。
为解决以上问题,一种方法是采用高精度晶振修正GPS秒脉冲产生精确时钟信号,该方法只能消除GPS秒脉冲的随机误差,不能打破GPS对我国精密授时的垄断;另一种方法是采用几个不同的卫星时钟系统,如全球卫星导航系统和北斗卫星导航系统进行相互比较校验,以提高卫星时钟的精度和可靠性,该方法实现复杂,目前尚未建立完整的数学模型与理论依据。本文对北斗授时应用于PMU进行可行性分析,并通过建立北斗1 pps随机误差数学模型,对一段时间内相邻两北斗秒脉冲间的计数值求动态平均并取整,提出了利用高精度晶振在线修正北斗1 pps随机误差的方法,据此方法研制出PMU的时钟源。
1 北斗授时应用于PMU的可行性分析
1.1 卫星信号的覆盖范围
北斗导航定位系统是世界上继美国GPS和俄罗斯GLONASS后第3个投入运行的卫星导航系统,也是世界上第一个区域性卫星导航系统。我国国土主体位于73°E~135°E、5°N~53°N之间,该系统可以覆盖地球70°E~140°E、5°N~55°N的面积,可以全天候、全天时对我国领土、领海及周边地区进行定位及授时,可见卫星信号的服务范围已完全覆盖了我国电力系统所包含的区域[4]。
美国的GPS虽能全球覆盖,但由于轨道较低而使得用户的遮蔽角大,信号在山区容易被遮挡。北斗卫星位于我国上空36 000 km的静止轨道,地面用户基本都处于高仰角工作状态,信号不易被附近的高大物体遮蔽,接收模块更容易接收到信号,该特点使得北斗卫星授时特别适用我国高山偏远地区变电站的同步授时[5]。
1.2 北斗导航定位卫星授时精度
GPS授时满足PMU的精度要求,由于GPS授时时间和北斗授时时间与其各自秒脉冲上升沿的时刻都相差在50 ns以内,因此在电力系统领域,只要对比北斗系统与GPS秒脉冲的同步性,即可判断北斗授时是否适用于PMU。授时脉冲的同步性能体现在上升沿同步精度和上升沿斜率2个方面。
为测试北斗授时秒脉冲的同步精度,设计了北斗系统与GPS的授时秒脉冲触发对比试验,将北斗秒脉冲和GPS秒脉冲同时引入示波器。观察2个脉冲的上升沿时间差,北斗与GPS的秒脉冲时间误差主要分布在1μs以内。采用相同的方法测试2种秒脉冲上升沿的斜率,上升沿斜率基本相同,均能在100 ns内完成跳变。所以北斗授时秒脉冲上升沿同步精度和上升沿斜率均满足电力系统同步相量测量的技术要求。
1.3 可扩展的用户容量
北斗导航系统具有单向和双向2种授时功能,根据不同的精度要求,提供100 ns(单向授时)和20 ns(双向授时)的时间同步精度[6]。授时技术的可扩展性受到用户容量的限制,因此必须考虑北斗授时的用户容量限制问题。
在单向授时模块已知用户机精密坐标的情况下,北斗信号接收模块不需要与地面中心控制系统进行交互就可知卫星信号传送至地面中心控制系统的传输时延。即使坐标信息未知,仅需要一次定位操作后将坐标信息写入北斗授时模块中即可。双向授时是通过定时接收机与地面中心控制系统交互的方式来进行授时,因此系统的用户容量取决于中心站允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率,用户数量受到一定的限制。一般情况当同步相量测量装置的接收天线安装好后就不会移动位置,因此可在安装好后将天线的位置坐标通过软件写入北斗授时模块中,授时模块在知道位置坐标的情况下采用单向授时方式,用户设备容量就不受限制[7]。
2 高精度晶振同步北斗秒脉冲的数学模型
2.1 北斗秒脉冲误差分析和建模
北斗授时模块输出的秒脉冲信号在统计学意义下与协调世界时(UCT)相比只存在单个秒脉冲前后的漂移,且其误差服从正态分布,例如7X-WYBD无源北斗定位授时模块1 pps授时定时精度<100 ns to BD/UTC(1σ)[8]。高精度晶振的随机误差很小,在一般情况下可认为绝对准确,在较短时间内累计误差也很小[9]。根据北斗秒脉冲信号和高精度晶振信号误差的特点,可以利用高精度晶振对北斗秒脉冲进行在线监测和实时补偿。
由上述可知,北斗授时接收模块输出的秒时钟与UCT存在一定的随机误差ε,且ε服从正态分布,取样本数为N,考察某一时间序列:x1、x2、…、xN,则第xi秒时钟的时间误差为[10]
北斗授时接收模块输出的秒时钟序列对应的UCT序列可记为
若设yi为北斗授时接收模块输出的第i个秒脉冲xi对应的UCT,随机误差为εi,则通用公式表示为
若ni+1表示在第i+1秒内高精度晶振的计数值,计数周期为ΔT,则秒时钟序列yi+1可表示为
将式(3)代入式(4)得:
从式(5)知,秒时钟序列yi+1可以用ni+1表示,若能估算出下一秒晶振计数值,则可产生精确的秒时间,这样就可解决北斗秒脉冲随机误差的问题。
2.2 高精度晶振修正后的精度分析
由式(5)得:
易知ni+1的方差为
对最近N个有效计数值进行动态平均,得到N秒内的平均计数值:
将N秒视为一个整体,则有[11]
由式(9)有
将式(10)代入式(8)得:
由εi~N(0,σ2),根据式(11)可知的方差为
可见,ni+1的方差是n-方差的N倍,即当样本数N取值比较大时有
所以可以用高精度晶振记录北斗秒脉冲间隔,对最近N次的有效计数值求动态平均值,将得到的平均值根据四舍六入五凑偶法求整作为下一秒的计数估计值。并且参数估计的样本数N越大,修正后的高精度时间信号精度越高。
3 高精度晶振同步北斗秒脉冲的实现
3.1 高精度晶振修正北斗秒脉冲原理
根据上述数学模型,计数估计值根据可由式(8)计算并求整得到,参照式(5)得到修正后的精确时间:
北斗授时接收模块正常工作时,根据北斗授时接收模块输出的第i个秒脉冲xi和对应UCT的随机误差εi,并读取一段时间内的高精度计数值的估计值,按照式(14)计算高精度时间yi+1。
3.2 PMU授时钟的实现
由以上分析,设计一种用高精度晶振修正北斗秒脉冲的高精度秒脉冲发生器,它主要由北斗授时接收模块、恒温高精度晶振、CPU、计数器等部分组成,其硬件结构图如图1所示。
北斗授时接收模块接收到时间信息和秒脉冲信号后,分别送至CPU和计数器中。恒温高精度晶振频率选择越高,计数越精确,通常选择为100 MHz(对于100 MHz高精度晶振,时间分辨率为10 ns),恒温高精度晶振输出的高精度振荡信号经倍频后,产生高频振荡计数信号[12],计数器在相邻2个秒脉冲间隙内对高频振荡计数信号进行计数,并触发CPU中断[13]。CPU接收到北斗时间信号后,提取年、月、日、时、分、秒时间信息,并由中断子程序读出计数器中的计数值[14]。
由CPU读取历史数据并根据式(8)计算出,取整得出估计值,再从存储器中调出xi和εi,由式(14)计算得到修正后的秒脉冲时间信息,产生修正后的秒脉冲信号,同时计数器清零。并且根据εi+1=xi+1-yi+1求得第i+1秒时钟序列的随机误差εi+1存入寄存器中,以备下次读取。
4 修正秒脉冲授时的PMU实现
PMU结构框图如图2所示。由高精度秒脉冲发生器输出的1 pps和转换后的时间信息经过“电/光转换接口”的转换通过光纤为数据同步采集单元授时。数据同步采集单元依靠高精度秒脉冲发生器送来的秒脉冲和时间信息完成模拟量(电流、电压)和开关量的实时同步采样。采集得到的数据完成预处理后通过数据交换器传输到数据集中处理单元[15]。
数据集中处理单元使用接收到的同步采样数据计算电流/电压相量、频率、功率等电气量,同时对电气量进行越限检查及报警。另一方面将测量数据实时向数据中心站传送并接收来自主站的控制命令进行故障录波等操作。
5 结论
我国具有自主控制权的北斗卫星导航系统为PMU授时钟提供了一种新的授时选择。本文从北斗卫星信号覆盖范围、用户容限、授时精度等方面分析了将北斗授时应用于我国电力系统广域同步相量测量的可行性。北斗授时接收机输出的秒脉冲信号存在较大的随机误差,但不存在累计误差;高精度晶振时钟信号不存在随机误差,在较短时间内累计误差也很小。根据两者误差的特点,建立误差数学模型,提出采用高精度晶振修正北斗秒脉冲随机误差的方法,对误差进行估计和实时在线补偿,保证输出秒脉冲的高精确性。最后将该技术成功地应用于PMU的时钟源。
摘要：从北斗卫星信号覆盖范围、卫星授时精度、可扩展的用户容限等方面分析了将北斗授时应用于我国电力系统同步相量测量装置的可行性。北斗授时接收机输出的北斗1 pps(one pulse per second)信号存在较大的随机误差,但不存在累计误差;高精度晶振时钟信号不存在随机误差,在较短时间内累计误差也很小。根据两者误差的特点,建立误差数学模型,提出了利用高精度晶振在线修正北斗1 pps随机误差的方法。运用该技术将修正后的秒脉冲校准时间信息为同步相量测量装置提供精确的时间标签。
同步精度 篇8
五七一三工厂承担机械产品维修, 厂内安装有近百台行吊, 行吊的使用大大减轻了工人的劳动强度, 也提高了生产效率, 但在使用过程中一直被行吊的同步性差所困扰。行吊行走由行吊两端的两台电机同步驱动完成, 要保证两台驱动电机同时动作, 一是必须同时得电, 这可以轻松做到;二是必须同时制动或解除制动, 制动同步动作通过电机的调整螺母压缩弹簧产生一定的预紧力来完成。两台电机的制动距离差值小, 则同步性好, 反之同步性差。行吊的同步性是衡量一台行吊安全性能的重要参数。当行吊的制动距离差值超过一定值时, 行吊的滚动轮就有可能脱轨, 甚至由此造成整个行吊倾覆, 而酿成重大安全事故。改进前行吊制动的弹簧预紧力调整结构如图1所示, 由调整螺母、轴、电机制动盘和内六方螺钉组成。当压紧调整螺母时, 增加弹簧的预紧力, 使其制动距离缩短, 反之, 就会使制动距离延长。此种结构每次调整螺母的角度最小为60°, 在进行同步调整时, 经常遇到多调整一个60°的螺钉孔距, 电机制动盘就分不开;而少调了, 制动距离差值又增大很多。因此, 采用此种结构调整器的行吊在运行当中, 都不同程度存在着因为不同步而造成“啃轨”的现象。频频“啃轨”使车轮与导轨摩擦发出剌耳的声音, 令操作工心有余悸。运行稳定性差影响生产, 还隐藏着不安全因素。
二、改进设计
针对上述调整器存在的问题, 进行了结构的改进设计 (图2) , 改进后的调整器由防松螺母、调整螺母、轴、滑动齿花键轴套、外齿内花键套和电机制动盘组成。
外齿内花键套及轴可与电机制动盘相对滑动, 均布的24个外齿与滑动齿花键轴套的内齿啮合, 并且可以相对滑动脱开或接合。滑动齿花键轴套设计有内花键孔与调整螺母的外花键轴结合, 并且可以相对滑动。调整螺母端面调整用的端齿与轴螺纹联接, 防松螺母通过螺纹孔与轴结合, 压紧调整螺母。
调整时, 先卸掉防松螺母, 使滑动齿花键轴套相对调整螺母往外滑动, 并使之与外齿内花键套的齿脱开。用专用扳手通过端齿调整螺母至制动盘抱死状态, 再旋松圈, 往内移动滑动齿花键轴套, 使之与外齿内花键套结合, 最后拧紧防松螺母。
三、改进效果
改进后的调整器设计成每次最小调整角度为15°, 较之原调整器的60°能较好地实现同步调整。改进设计不需要对结构进行大改, 只增加几个零件, 使改进简单, 费用也较低。
原调整器进行调整时必须装卸6个内六方螺钉, 再旋动调整螺母, 完成一次调整过程需要14个动作。改进后的调整器结构仅需要旋掉防松螺母, 往外滑退出滑动齿花键轴套, 使之与外齿内花键套接合齿脱开, 再旋动调整螺母即可完成调整。一次调整过程只需4个动作, 大大提高了效率。
原调整器调整精度低, 往往调整四五次, 还只能在制动距离较大的状态下, 采取降低同步性要求, 勉强使用。有些行吊由于反复调整都达不到要求, 只有采取完全无制动运行, 靠惯性停车, 不但降低了生产效率, 还存在安全隐患。在吊重物时, 甚至要滑动几米距离才停下来。给操纵行车增加了很大的难度。结构改进后的制动调整, 只需要一二次就能获得满意的同步效果。