Структурные методы повышения точности трансформаторных цифровых преобразователей угла

• Автор: Исупов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ВЕЛИЧИН
1.1. Цифровые преобразователи угла и тенденции их развития
1.2. Электромагнитные цифровые преобразователи угловых величин пространственного кодирования
1.3. Анализ путей повышения точности цифровых преобразователей угла пространственного кодирования
1.4. Обзор и анализ существующих структурных методов повышения точности цифровых преобразователей угла пространственного кодирования
1.5. Постановка задачи и методы исследований
2. СТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА
2.1. Структурные принципы построения трансформаторных цифровых преобразователей угла с амплитудной интерполяцией
2.2. Методы считывания информации с кодовой шкалы
2.2.1. ТЦПУ с АИ на основе метода считывания
2.2.2. ТЦПУ с АИ на основе метода последовательного счета
2.2.3. Методы построения устройств считывания информации с КШ
2.3. Структурный синтез ТЦПУ с АИ
2.4. Методы построения трансформаторных ЦПУ с фазовой интерполяцией
3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ЦПУ С ИНТЕРПОЛЯЦИЕЙ
3.1. Структурное представление процесса преобразования в ЦПУ
3.2. Анализ и классификация инструментальных погрешностей трансформаторных ЦПУ

3.3. Анализ влияния погрешности от эксцентриситетов на точность трансформаторных ЦПУ
3.4. Разработка математических моделей трансформаторных ЦПУ
с интерполяцией
3.5. Цифровые модели трансформаторных ЦПУ с интерполяцией
3.6. Исследование цифровых моделей трансформаторных ЦПУ
с интерполяцией
4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТРУКТУРНЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ
4.1. Метод автоматической коррекции инструментальных погрешностей
в цифровых преобразователях угла с амплитудной интерполяцией
4.2. Трансформаторный преобразователь перемещений с автоматической коррекцией погрешности от нестабильности коэффициента передачи датчиков
4.3. Автоматическая коррекция погрешностей в трансформаторных преобразователях перемещений с фазовой интерполяцией
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АИ - амплитудная интерполяция
АК - амплитудный компаратор
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
ген - генератор ступенчатого напряжения
ГО грубый отсчет
ЗГ задающий генератор
иос - источник образцовых сигналов
ИУ измерительное устройство
КБ кодовый барабан
КДП - кодовый датчик положения
кш - кодовая шкала
лс линия считывания
М3 модуляционное звено
МРГО- младший разряд грубого отсчета
МРСО- младший разряд среднего отсчета
мэп - магнитоэлектрический преобразователь
пвк - преобразователь время-код
пго - преобразователь грубого отсчета
пдк - параллельный двоичный код
ПНК - преобразователь напряжения в код
ппк - преобразователь перемещения в код
ппнк- преобразователь переменного напряжения в код
РС реверсивный счетчик
СИ - синхронизирующий импульс
сквт - синусно-косинусный вращающийся трансформатор
со средний отсчет
СРФП - статическая реальная функция преобразования

пределах кванта КШ образуется, как правило, позиционная шкала. Амплитудные интерполяторы принято разделять на [24, 70]:
- интерполяторы с индивидуальными датчиками;
- интерполяторы с синтезом сдвинутых профилей;
- интерполяторы с нелинейным преобразованием сигналов.
В первой группе интерполяторов, в каждом канале преобразования используется отдельный датчик, смещенный в пространстве вдоль КД по отношению к другим датчикам на величину <ГЬЛ, где q — квант МРГО, М — число датчиков грубого отсчета. При этом соответственно сдвигаются и точки изменения кодовых сигналов. Недостатком данного метода является то, что погрешность квантования может быть снижена только до величины — ±0,5 ц/М, т.е. определяется числом датчиков, которые могут быть установлены вдоль КД МРГО. Впервые данный способ был предложен в [46] для трансформаторных ЦПУ.
В интерполяторах с синтезом сдвинутых профилей входные сигналы каналов преобразования, проходящие через нуль в точках х = 1р/М (где р — период КШ, 1=1, 2...М), получаются путем взвешенного суммирования сигналов двух датчиков или двух пар дифференциально включенных датчиков. Наибольшее распространение данные интерполяторы получили в фотоэлектрических ЦПУ [124], где их обычно называют амплитудными интерполяторами на потенциометрических фазовращателях [126]. Данные интерполяторы могут быть реализованы в ЦПУ с синусоидальной кривой модуляции или негармонической, например, треугольной [106]. Недостатком данных интерполяторов является сложность синтеза и реализации системы считывания.
В интерполяторах с нелинейным преобразованием сигнала путем преобразования выходных сигналов датчиков в соответствии с тригонометрическими формулами для синуса и косинуса кратных углов, получают сигналы пропорциональные кратным углам. При этом требуются аналоговые блоки перемножения, возведения в степень и суммирования, Совокупность нолученных сиг-