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 пары

Читайте также:
  1. D) икемділік принципі
  2. E) менеджмент принциптері
  3. I. Первым (и главным) принципом оказания первой помощи при ранениях нижней конечности является остановка кровотечения любым доступным на данный момент способом.
  4. II. Гражданская ответственность за недозволенные действия (правонарушения)
  5. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных (муниципальных) служащих
  6. II. Принципы организации и деятельности прокуратуры Российской Федерации
  7. II. ТРУДОУСТРОЙСТВО
  8. III. По какому принципу образованы ряды? Назовите понятие, общее для приведенных ниже терминов, объединяющее их.
  9. V1: Формы взаимодействия продавца и покупателя на потребительском рынке
  10. VI. Действия участкового уполномоченного полиции при проведении профилактического обхода административного участка
  11. VII. Действия участкового уполномоченного полиции при приеме граждан, рассмотрении обращений
  12. X. Действия участкового уполномоченного полиции при выявлении, пресечении и документировании (фиксировании) административных правонарушений

В 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

0 -  
или  
1 -  

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

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)