Описание методов преобразования выходных сигналов с растровых датчиков

Существующие электромагнитные преобразователи с периодическими выходными сигналами, такие как сельсины, вращающиеся трансформаторы, редуктосины, индуктосины и т.п. преобразуют выходное перемещение либо в амплитуду, либо в фазу выходного сигнала [11]. Функции преобразования при этом, как правило, пропорциональны синусу и косинусу входного параметра. Это обусловлено тем, что подобные преобразователи впервые были использованы для навигационных устройств автоматики, в которых необходимо разложение задаваемого или фиксируемого вектора по координатным осям.

Появление множества новых типов преобразователей потребовало анализа возможных методов обработки периодических, несинусоидальных сигналов в цифровой код.

Наиболее удобными для обработки являются следующие промежуточные параметры преобразования: взаимоиндуктивность, индуктивность, ёмкость, добротность, магнитное сопротивление, ЭДС Холла [16,24,29,35].

Информация о перемещениях заключена чаще всего в амплитуде (А), фазе () или частоте (f) электрического сигнала, см. рис.3.1.

Рисунок 3.1 -Классификация АЦПП по принципу преобразования.

Значительная часть схем обработки сигналов с ПП основана на делении периодической функции преобразования на участки. Тогда задача сводится к обратному функциональному преобразованию (линеаризации) выходной функции на каждом из этих участков.

При аналого-цифровом преобразовании периодического сигнала необходимо выполнить следующие функции:

а) устранить неоднозначность преобразования;

б) линеаризировать выходной сигнал;

в) сформулировать выходной код.

Рассмотрим отдельно возможности реализации каждой из этих функций. На рисунке 3.2 показана система двух равнопериодных сигналов с произвольными функциями преобразования и .

, (3.1)

Чтобы при обработке можно было использовать не более двух каналов преобразования к функциям и следует предъявить требование о количестве экстремумов, которое должно быть не более двух. Если это условие не выполняется, то необходимо увеличивать количество каналов обработки. Принципиальное значение для построения логики устранения неоднозначности имеет порядок следования экстремумов. К примеру, на рисунке 3.2 показаны сдвиги экстремумов, относительно :

,

Для этого случая целесообразно выбрать три участка обработки:

(0-; ; ), причём на первом и третьем участках обрабатывается функция , а на втором . Возможны следующие варианты сдвигов экстремумов:

а) Δ1>0, Δ2<0

б) Δ1>0, Δ2>0

в) Δ1<0, Δ2>0

г) Δ1<0, Δ2<0

угловой перемещение магнитный переводимость

Рисунок 3.2-Сдвиги экстремумов.

Рисунок 3.3-Система функций при Δ1>0 и Δ2>0.

Рисунок 3.4-Схема прямого преобразования.

Наиболее простыми для реализации являются функции со сдвигом экстремумов в одну сторону. К примеру, на рисунке 3.3 показана система функций , когда Δ1>0, Δ2>0.

Для этого случая приходится использовать четыре участка обработки. Логика выбора их показана на рисунке 3.3. На нечётных участках обрабатывается функция , на чётных .

Нетрудно заметить, что выбор участков и функций, подлежащих обработке на этих участках, направлен на исключение участков функций содержащих экстремумы, т.к. они и определяют неоднозначную связь между сигналом и преобразуемым углом α.

Другие стьтьи в тему

Расчет параметров выпрямительно-инверторного преобразователя, выполненного по шестипульсовой мостовой схеме
Трёхфазный мостовой выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) питается от сети с номинальным напряжением UС=U1Л и заданными пределами колебания этого напряжения %UС Известна мощность короткого замыкания SКЗ, характеризующая реактанс связи точки подключения ВИП и шин бесконечной ...

Расчет функций преобразования, чувствительности к измеряемым физическим величинам и схем включения в измерительную цепь различных типов первичных преобразователей
измерительный преобразователь числовой сигнал Датчик - это часть измерительной системы имеющий самостоятельное конструктивное оформление, но вместе с тем обеспечивающий достижение полезного эффекта только при наличии всех других средств, входящих в систему Он осуществляет функцию преоб ...