Преобразователь перемещений растра с переменной структурой многофазного канала обработки сигналов

• Автор: Щеглов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 258 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ВЫСОКОТОЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
1.1. Актуальность создания новых и усовершенствования существующих устройств для измерения параметров перемещений. Области применения преобразователей медленных перемещений и требования к ним
1.2. Выбор входного преобразователя перемещений. Математическая модель входного, преобразователя
1.3. Способы формирования измерительной информации и обработки сигналов ВхП с периодической функцией преобразования перемещений
1.3.1. Особенности фазовой модуляции в преобразователях перемещений. Фазовые преобразователи с механической модуляцией и с электрической модуляцией
1.3.2. Обобщенная модель фазового преобразователя перемещений с электрической модуляцией и ее техническая реализация
1.3.3. Устройства формирования и обработки цифровых сигналов
1.4. Образование и структура погрешностей в преобразователях “перемещение - код” фазового типа. Методы снижения и оценки погрешностей
ВЫВОДЫ

2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ ФАЗОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
2.1. Анализ возможности получения сигнала по скорости от дискретного первичного преобразователя перемещений
2.2. Анализ фазовой нестабильности полезного сигнала при воздействии случайных помех
2.3. Учет гармонического состава сигналов и функций ФППЭМ
2.3.1. Спектральная математическая модель ФППЭМ
2.3.2. Погрешности ФППЭМ от несинусоидальности сигналов
2.3.3. Погрешности измерения скорости, вызванные неси-нусоидальностыо сигналов ФППЭМ. Возможности снижения погрешностей от несинусоидальности
2.4. Исследование возможности точного восстановления функции многофазного пространственного модулятора
ВЫВОДЫ
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ФАЗОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ И ИХ АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
3.1. Разработка метода формирования сигналов и алгоритма обработки
3.2. Техническая реализация ФППЭМ с переменной структурой
3.2.1. Разработка вариантов схемной реализации преобразователя

3.2.2. Функциональное проектирование элементов преобразователя, обоснование и выбор предпочтительных вариантов
3.2.3. Предварительная обработка и преобразование сигналов в элементах ФППЭМ с переменной структурой
3.3. Погрешности фазового преобразователя перемещений
растра с переменной структурой многофазного канала обработки сигналов
3.3.1. Погрешности от не идеальной предварительной обработки сигналов
3.3.2. Инструментальные погрешности от несимметрии переменных составляющих сигналов
3.3.3. Теоретическая оценка эффективности предложенного способа измерения и погрешности измерения скорости перемещений
ВЫВОДЫ
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ
ТОЧНОСТИ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ С ПЕРЕМЕННОЙ
СТРУКТУРОЙ
4.1. Постановка задачи экспериментальных исследований, обоснование и разработка методики эксперимента
4.2. Экспериментальная установка для имитационных и натурных испытаний ФППЭМ
4.3. Обработка и анализ результатов экспериментов. Исследование погрешностей эксперимента
4.4. Внедрение результатов работы
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

даточной характеристики оптико-электронного канала “светодиод - фотодиод” или уменьшить ее специальными методами, например, описанными в
/56/.
В ФППЭМ, описанном в /2, рис. 2.8/, в качестве сумматора используется собирающая линза, фокусирующая оптические сигналы всех п каналов пространственного модулятора на зрачке одного фотоприемника.
Частным случаем четырехфазного ФПП ЭМ являются широко распространенные синусно-косинусные преобразователи /2; 18; 20; 33/. При п =4 в силу периодичности функций р(-) и ц(-) и при условии их симметрии относительно оси абсцисс, имеем Цз=-Ц1, рз=-р1 , а Ц4=-Ч2, Р4=-рг, и
МО = £ <П Р, = 2 - [я! - р 1 + ц, -р,]. (1.2.16)

Здесь сигнал Б1 (1) может быть получен всего из двух компонент пространственной и временной систем сигналов: , цг , рь Р2 Условие сим-
метрии функций р(-) и ц(-) относительно оси абсцисс математически означает условие отсутствия четных гармоник этих функций, включая постоянную составляющую. Поэтому при реализации синусно-косинусных преобразователей, особенно, с оптико-электронным ППП необходимо либо вычитать из сигнала фотоприемника сигнал, соответствующий постоянной составляющей функции /15, с. 32; 18, рис. 112,в/, либо предусматривать другие меры по ее компенсации /15, с. 29-31/.
Синусно-косинусные первичные преобразователи перемещений получили наиболее широкое распространение, и ряд промышленно выпускаемых преобразователей, например, входящие в состав устройств, описанных в /58/ и других работах, имеют структуру сигналов вида (1.2.16).
Допустимых комбинаций рассмотренных классификационных признаков слишком много, а преимущества каждого слишком неявные и зачастую проявляются лишь при определенной совокупности признаков, чтобы отдать предпочтение одному варианту технической реализации ФППЭМ. В литературе вопрос схемотехнического и функционального проектирования ФППЭМ