Динамические погрешности растровых датчиков

Существенное влияние на точность преобразования оказывают методы обработки информационных сигналов с растровых трансформаторных преобразователей перемещений. Для оценки возможностей получения высоких метрологических показателей необходимо определить основные источники динамических погрешностей при использовании амплитудно-логического метода обработки сигналов.

Рисунок 7.7 - Выходные сигналы с растрового датчика

На рисунке 7.7 представлены выходные сигналы с растрового трансформаторного преобразователя перемещений.

При четырёх считывающих обмотках число квантов шкалы на один период преобразования N=8 (Д1¸Д8). В общем случае

=2n. (7.19)

Чтобы опознать каждый из восьми квантов за один период изменения огибающих выходных сигналов, необходимо произвести не менее 8 опросов, т.е.

≥8fд,

где - частота тока питания;

- частота дискретизации.

Допустим, что вал растрового датчика вращается с угловой скоростью , тогда угол поворота входного вала датчика равен

, (7.20)

где - время поворота входного вала растрового датчика.

Угол поворота входного вала датчика на один период преобразования согласно принципу работы и выражению (4.18)

, (7.21)

где z - количество зубьев ротора;

- время поворота входного вала на один период (на один зуб), тогда

. (7.22)

Из (3.20) следует, что

>. (7.23)

Суммарная погрешность преобразователя нормируется как половина цены деления кванта шкалы, что даёт возможность предполагать, что реальный квант может быть вдвое меньше расчётного. Это приводит к необходимости удвоить частоту опроса, тогда из (7.23) получим окончательно:

>2,54. (7.24)

В выходном сигнале датчика содержится генераторная ЭДС, которая обусловлена влиянием скорости измеряемого перемещения. Эта ЭДС является шумом по отношению к информационной составляющей сигнала. Она формирует динамическую погрешность растрового датчика.

Для её оценки представим потокосцепление одной измерительной обмотки датчика в виде:

, (7.25)

где W2 - число витков измерительной обмотки;

F(t) - магнитодвижущая сила;

- магнитная проводимость рабочего зазора.

В дальнейшем для анализа приняты следующие допущения:

магнитное сопротивление магнитопроводов значительно меньше сопротивления рабочих воздушных зазоров <<R;

вихревые токи в магнитопроводе не учитываются;

взаимное влияние полюсов друг на друга отсутствует;

магнитная проводимость рабочего зазора модулируется по синусоидальному закону.

Другие стьтьи в тему

Расчет и исследование динамики непрерывных и цифровых систем регулирования
Управление - это процесс формирования и реализации управляющих воздействий, направленных на достижение некоторой цели. Такой целью может быть поддержание некоторой физической величины на заданном уровне, изменение некоторого параметра по определенному алгоритму, получение желаемого в ...

Разработка преобразователя углового перемещения
В системах автоматического контроля и управления широко применяются различные преобразователи перемещений, значительный процент из которых составляют преобразователи угловых перемещений. От надёжности, точности, быстродействия преобразователей во многом зависит технико - экономичес ...