|
||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Преобразователи линейных и угловых перемещений в цифровой код. Устройство и принцип действия преобразователей. Схемы включения в цепь. Коды Грея. Оптоэлектронные парыВ случае измерения линейных и угловых перемещений объекта измерения можно создать преобразователь, преобразовывающий его положение (линейное или угловое) в пространстве в цифровой код. 1.2.1 Абсолютные цифровые преобразователи Абсолютные цифровые преобразователи - это рейки для линейных перемещений или диски для угловых перемещений, разделенные на N равновеликих площадок (полос в случае рейки, секторов в случае диска), на которых записаны бинарные слова, соответствующие определяемому положению рейки или диска согласно цифровому коду и конкретной технологии. Число площадок N определяет разрешение следующим образом: L/N см для рейки длиной L см и 360°/N для диска. Все nбит, образующие каждое из слов, материализуются на nпараллельных (для рейки) или концентрических (для диска) дорожках. Их схематическое изображение приведено на рисунках 1.19 и 1.20. Для определения логических значений
могут быть использованы различные физические состояния носителей измерительной информации: - ненамагничиваемая или ферромагнитная поверхность (магнитное считывание); - изолирующая или проводящая поверхность (электрическое считывание); - непрозрачная и просвечивающая поверхность (оптическое считывание). В настоящее время оптическое считывание применяется наиболее часто; для каждой дорожки имеется источник – светодиодный преобразователь и приемник-фототранзистор (рисунок 1.21). Кодирование. Прямой двоичный код можно использовать с помощью такого обрабатывающего прибора, как вычислитель. Наиболее часто применяют код Грея, для которого коды, отличающиеся на единицу в десятичной системе, различаются только в одном разряде двоичной системы. Погрешность считывания таких кодов не превышает 1. Цифры разряда кодов Грея не имеют определенного веса, что затрудняет вычисления, поэтому код Грея переводится в двоичный код. Правило перевода следующее: код Грея получается из двоичного кода путем суммирования с данным двоичным разрядом этого же числа, но сдвинутого на один разряд в сторону младшего разряда и без переноса в процессе сложения 1 в следующий разряд. Характеристики преобразователя «угол - код». Основные метрологические характеристики преобразователя следующие: - число разрядов выходного кода - n; - квант по уровню q (или значение единицы младшего разряда кода) определяется значением 360°/2n; - разрешающая способность - максимальное изменение угла, которое не приводит к изменению выходного кода, - определяется квантом по уровню и равно значению q; - предельное значение допускаемой основной абсолютной погрешности преобразователя - максимальное значение разности результата измерения угла Nqи действительного значения угла j. Квантование по уровню для преобразователя «угол - код». Преобразователь «угол - код» реализует метод считывания при преобразовании аналоговой величины в код, при котором текущее значение угла сравнивается с квантованной шкалой значений угла. При квантовании угла (замене значения угла квантованным значением) возможны два способа отождествления: - с ближайшим меньшим квантованным значением; - с ближайшим квантованным значением. При первом способе отождествления начала квантованной шкалы и шкалы значений угла совпадают. Второй способ отождествления реализуется смещением начала квантованной шкалы на половину кванта относительно шкалы значений угла, для чего кодирующий диск повернут на угол q/2относительно нулевого значения угла. Характеристики погрешности квантования. Если N - выходной код измерительного преобразователя, a q -квант по уровню, то измеренное значение угла равно jи = Nq. Текущее значение абсолютной погрешности квантования угла равно Djкв = jи - j = Nq - j. В общем случае погрешность квантования можно рассматривать как случайную равномерно распределенную величину, при этом для первого способа квантования значения Djкв лежат в интервале [-q; 0], для второго способа квантования значения погрешности лежат в интервале [-q/2; +q/2]. В качестве характеристик погрешности применяются следующие: - предельные значения погрешности (границы, в которых может находиться погрешность), задаваемой нижними и верхними границами; - вероятностные характеристики погрешности в виде плотности вероятности или числовых характеристик погрешности: математического ожидания, дисперсии, среднеквадратичного отклонения погрешности (корень квадратный из дисперсии), доверительных интервала и вероятности для погрешности. Для первого способа квантования нижнее предельное значение погрешности равно -q, верхнее - 0, а вероятностные числовые характеристики погрешности квантования - математическое ожидание mкв = =- q/2; дисперсия Dкв = q2/12; среднее квадратическое отклонение s = q/2 . Наличие математического ожидания погрешности для первого способа квантования по уровню свидетельствует о наличии систематической составляющей погрешности измерения. Для второго способа квантования предельные значения погрешности квантования равны ± q/2, а вероятностные числовые характеристики погрешности квантования те же, что и у первого способа, за исключением математического ожидания, равного нулю.
28. Измерительные преобразователи частоты в цифровой код. Устройство и принцип действия, временные диаграммы работы преобразователей. Основные метрологические характеристики и оценка погрешности преобразования. Различают преобразователи, измеряющие частоту fХ за один период колебаний TХ, и преобразователи средних значений, измеряющие частоту fХ путем подсчета числа периодов TХ за интервал времени измерения TИ > TХ и деления полученного числа на TИ.
Таким образом, счетчик фиксирует число импульсов N (диаграмма U4), связанное с TХ и TИ очевидным соотношением ТИ = N TХ, откуда fХ = Относительная погрешность преобразования Fx: , где
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |