Методы, используемые при построении цифровых пространственных преобразователей (особенности, достоинства, недостатки, погрешности, коды)

При проектировании используется 2 ключевых метода: 1) Метод последовательного счета; 2) метод считывания (параллельный)

1) требует, чтобы датчик угла поворота или угла перемещения создавал последовательность равномерно отстоящих друг от друга импульсов, которые воспринимаются одним чувствительным элементом. Для формулирования кода пропорционального угловому или линейному перемещению необходимо сформированные чувствительным элементом импульсы (число которых пропорционально измеряемому параметру) подсчитать счетчиком. Помеха, воспринятая счетчиком, будет сохраняться в течении последующего времени и накапливаться при действии других помех, поэтому необходимо решать вопрос о помехозащищенности. Кроме того, счетчик периодически должен устанавливаться в нулевое положение. Формирование сигнала установки в нуль определяется максимальным значением измеряемого угла.

2) должны иметь число чувствительных элементов равное числу разрядов формируемого кода, поэтому здесь разрешающая способность достигается труднее, чем в установленных последов счета. В параллельных преобразованиях нельзя использовать коды типа двоичного, т.е. такие коды, в которых при смене двух соседних значений может возникать погрешность, составляющая 10-ки процентов (при перек-и с кода 011 на двоичный код 100 может возникнуть погрешность достигающая 100%) Чаще всего в таких преобразованиях используется код Грея, который строится таким образом, что два соседних значения кода изменяются только в одном разряде. В обоих типах преобразований в качестве чувствительных элементов могут использоваться фотоэлектрические, индукционные емкостные элементы. Наибольшее применение в настоящее время находят фотоэлектрические чувствительные элементы, которые обеспечивают как высокую точность, так и высокую надежность.

Рассмотренные простейшие подходы к реализации преобраз-ли общих типов используются для построения преобразований малой и средней точности (до 10-1%). Для устройств высокой точности используется двухканальные пространственные преобразователи, которые имеют канал формирования грубого и точного кода.

Вольтметр цифровой с промежуточным преобразованием во временной интервал (схема, достоинства, недостатки, время преобразования, погрешности, требования к функциональным узлам схемы).

1) При использовании непрерывного ГЛИН

2) при использовании ступенчатого изменяющегося ГЛИН т.е. дискритизированного.

Аналоговый ГЛИН в данной схеме вносит наибольшую нестабильность. В более точных структурах подобного типа целесообразно использовать ступенчато изменяющийся ГЛИН реализованный с использованием счетчика и ЦАП. Для формирования ступенчатой пилы используется стабильный генератор период которого складывается из времени задержки прохождения сигнала через И1 и счетчик 1 времени установления выходного сигнала ЦАП задержки сигнала выхода компаратора (УС) и времени переключения триггера из состояния «1» в состояние «0». Схема варианта б несколько сложнее варианта а, но отличается большей статической точностью за счет высокой стабильности и точности ЦАП, на который формируются ГЛИН. Эта схема достаточно хорошо работает в низкопотенциальных точных преобразованиях и-я в которых отличаются в каждом только наличием локального устройства сравнения и выходного регистра, при этом устройство основного АЦП должно работать с постоянным временем цикла. Т.е. ступенчато изменяющееся пилообразное И-е после сигнала «Пуск» должно изменяться до амплитудного значения.

Основные источники статических погрешностей 1-ГЛИН (аналоговый), 2-входной блок, 3-порог чувствительности УС, 4-погрешность дискретности цифрового измерения Тх.