Средства контроля параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора

• Автор: Доросинский, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АЦП ВТ

1.1 Описание и оценка уровня точности одноотсчетных преобразователей «угол-параметр-код»

1.2 Анализ современного состояния и проблемы в области контроля параметров АЦП ВТ

1.3 Исследование структур имитаторов сигналов СКВТ

1.4 Перспективы использования имитаторов сигналов СКВТ при контроле параметров АЦП ВТ

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ, ФОРМИРУЮЩИХ СИГНАЛЫ СКВТ И СПОСОБОВ НОРМИРОВАНИЯ ИХ ПОГРЕШНОСТИ
2.1 Теоретическое обоснование возможности нормирования погрешности средств, формирующих сигналы СКВТ, в угловых единицах
2.2 Имитатор сигналов СКВТ, построенный на принципах, аналогичных балансной модуляции, и способ нормирования его погрешности
2.3 Возможности и функциональные ограничения при формировании сигналов СКВТ на основе принципов, аналогичных балансной модуляции, а также способы нормирования погрешности
2.4 Совершенствование структур имитаторов сигналов СКВТ, построенных на основе пассивных масштабирующих устройств и способов нормирования его погрешности
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК И АЛГОРИТМОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОГРЕШНОСТИ ИМИТАТОРОВ СИГНАЛОВ СКВТ
3.1 Алгоритм получения экспериментальных данных при определении погрешности имитатора сигналов СКВТ, построенного на двух индуктивных
делителях

3.2 Методика обработки данных при определении погрешности имитатора сигналов СКВТ, построенного на двух индуктивных делителях
3.3 Теоретическое обоснование и экспериментальная проверка методики определения погрешности имитатора сигналов СКВТ, построенного на двух индуктивных делителях
3.4 Алгоритм и методика определения погрешности имитаторов сигналов СКВТ с использованием эталонного имитатора
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АЦП ВТ
4.1 Техническая реализация имитатора сигналов СКВТ на основе принципов, аналогичных балансной модуляции
4.2 Способы получения преобразователей с тесной индуктивной связью в составе имитаторов сигналов СКВТ
4.3 Разработка программного обеспечения и алгоритмов контроля параметров АЦП ВТ
4.4 Разработка программно-аппаратного комплекса для контроля параметров АЦП ВТ и его экспериментальное исследование
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Алгоритмы контроля параметров АЦП ВТ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Экспериментальные характеристики имитатора
построенного на принципах аналогичных балансной модуляции
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Сведения о внедрении

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Современные тенденции и подходы к построению систем телеметрического контроля и управления угловым положением объектов связаны с использованием преобразователей перемещений типа «угол-параметр-код», где в качестве первичного датчика применяются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), а в качестве вторичных - схемы АЦП, преобразующие сигналы вращающихся трансформаторов в код (АЦП ВТ). Оба устройства являются функционально завершенными и имеют свои метрологические и технические характеристики, подлежащие нормированию, измерению и контролю.
В связи с тенденцией к интенсификации производства и повышению технических и метрологических характеристик датчиков углового положения существует необходимость в исследовании данных устройств, а также повышении уровня их метрологического обеспечения, которые неразрывно связаны с применением средств измерений, обладающих более высоким уровнем технических, эксплуатационных и метрологических характеристик.
Наиболее актуальны данные аспекты в вопросах контроля параметров АЦП ВТ, принимающих информацию от первичных датчиков углового положения и преобразующих ее в цифровой эквивалент. Это связано с тем, что в существующих нормативно-технических документах регламентированы методы контроля погрешности АЦП ВТ, нацеленные на применение в измерениях «эталонных» первичных преобразователей, не существующих в строгом смысле этих терминов.
Такой подход имеет ряд недостатков, связанных с высокой трудоемкостью самих методов контроля из-за необходимости использования большого количества вспомогательного и контрольно-измерительного оборудования, отсутствием возможности автоматизации данного процесса и низкой точностью. Эти недостатки можно устранить путем контроля параметров АЦП ВТ с помощью методов, ориентированных на использование имитаторов сигналов СКВТ,

способу формирования входного сигнала имитаторы делятся на устройства, формирующие сигналы в формате СКВТ на основе масштабирования и на основе принципов, аналогичных балансной модуляции.
В результате проведенного анализа было выявлено, что имитаторы, построенные на принципах масштабирования опорного сигнала, различаются типом масштабирующего устройства (рисунок 1.8). Активные масштабирующие устройства строятся на основе умножающих ЦАП или аналоговых умножителей. Пассивные масштабирующие устройства реализуются на основе резистивных или индуктивных делителей.
При построении имитаторов, использующих в качестве активных масштабирующих устройств аналоговые умножители, применяются генераторы синусоидальных сигналов ГЧ1, источники напряжений ИН1, ИН2, способные формировать уровни напряжения пропорциональные функциям синуса и косинуса и пере-множители. Структурная схема такого устройства представлена на рисунке 1.13.
Рисунок 1.13- Схема имитатора сигналов СКВТ на основе трех генераторов
Как видно из рисунка 1.13, получение сигналов СКВТ (1.1) обеспечивается путем перемножения сигналов от двух генераторов, угловые частоты которых подчиняются условию 0 « со, выполняемому для всех рабочих диапазонов устройств СКВТ.
Для обеспечения сигнала, пропорционального косинусу, вводится фазовый сдвиг 005(0) — біп (0 + 90°) между сигналами ИН1 и ИН2.
В зависимости от того, какой сигнал постоянного или переменного на-