История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2019-12-19 | 235 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Фазовый циклический преобразователь угла в код на базе сельсина с промежуточным преобразованием сдвига фаз во временной интервал
Информационным признаком контролируемого перемещения (углового) становится разность фаз φ x сигнала с обмотки сельсина U x и опорного сигнала U о той же частоты и амплитуды, но неизменной фазы (φо). Полный цикл изменения фазы соответствует одному обороту ротора. Далее происходит преобразование разности фаз во временной интервал и код (рис.12).
|
Рис.12. Угловой ДП на базе сельсина в качестве первичного преобразователя:
а) функциональная схема; б) временные диаграммы;
УФ – усилитель-формирователь; Тг – триггер; К – ключ;
ГИ – генератор счетных импульсов; ДС - двоичный счетчик
ДП осуществляет ряд последовательных преобразований: αх ® j х ® tх ® N х ® код.
Как уже было показано выше, усилители – формирователи в ДП с помощью усилителей – ограничителей увеличивают крутизну гармонических сигналов в области перехода их через О и ограничивают амплитуду, чтобы расположение выходных импульсов УФ не зависело от амплитуды U x. Фронт сигналов дифференцируют с помощью дифференцирующих устройств с выделением импульсов одной полярности, которые подают на триггер Шмитта для формирования четкого фронта сигнала, управляющего ключом К. Длительность сформированного триггером сигнала равна : в течение этого временного интервала через открытый ключ от генератора счетных импульсов ГИ импульсы частотой f o поступают на двоичный счетчик, кодирующий сигнал в ПДК.
|
Число пришедших на ДС импульсов . Угол сдвига фаз j х связан с зависимостью , где Т х – период частоты f x сигналов U x и U o. Из последнего выражения . Таким образом, , откуда , где - постоянный коэффициент.
Рассмотренный ДП обладает всеми погрешностями АЦП временного интервала плюс погрешности, которые вносит усилитель-формирователь, формирующий импульсы, ограничивающие временной интервал .
Фазовый циклический угловой ДП на базе вращающегося трансформатора
с промежуточным преобразованием во временной интервал
Первичным преобразователем угла поворота вала двигателя в электрический сигнал является синусно-косинусный ВТ, работающий в фазовом режиме и расположенный на валу контролируемого двигателя. На выходе СКВТ имеем два гармонических сигнала (рис.13):
и
где К – постоянный коэффициент, U m и ω - амплитуда и частота питающего напряжения соответственно, a х - угол поворота вала (фаза напряжения).
Рис.13. Схема углового ДП на базе вращающегося синусно-косинусного
трансформатора (СКВТ):
Uпит - напряжение питания; Usin, Ucos - выходные напряжения СКВТ;
U1, U2 - напряжения на выходе фазосдвигающей цепи (ФСЦ); CC1, CC2 - компараторы,
Тг1, Тг2 - триггеры; И1, И2 - ключи; ГИ – генератор счетных импульсов;
Сч - двоичный счетчик; Д – датчик циклов; З – схема задержки
Как и в рассмотренном выше ДП на базе сельсина, в ДП с СКВТ происходит последовательное преобразование угла сдвига фаз между вспомогательными напряжениями U1 и U2, сформированными ФСЦ, представляющей небалансный мост переменного тока (фазовращатель), во временной интервал , фиксируемый с помощью двух компараторов CC1 и CC2 и далее - аналого-цифровые преобразование временного интервала в код с помощью триггера Тг1, ключа И1, генератора счетных импульсов ГИ и двоичного счетчика Сч.
|
Различие данного ДП и ДП на основе сельсина в том, что в последнем угол сдвига фаз формируется между выходным сигналом сельсина и вспомогательным напряжением , для получения которого нужен специальный стабильный источник питания, а в рассматриваемом ДП два выходных сигнала с обмоток СКВТ - Usin и Ucos подаются на ФСЦ, в которой параметры подобраны так, что R·С· ω =1; при этом на ее выходе имеем U1 и U2, сдвиг фаз между которыми .
В схему включен датчик циклов Д, с помощью которого устанавливается в нулевое состояние двоичный счетчик СТ2 в начале каждого цикла – периода питающего напряжения или интервала, кратного этому периоду, если производится преобразование с усреднением. Сигнал датчика в каждом цикле после некоторой задержки (схема задержки 3) переводит триггер Тг2 в единичное состояние, что подготавливает схему И2 для подачи старт – импульса. После подачи старт – импульса триггер Тг2 переходит в нулевое состояние, не давая возможность ложному старт – импульсу пройти на схему в тот же цикл преобразования.
Описанный метод преобразования угла в код широко используется из-за доступности т.к. весьма распространены ВТ, имеющиеся на станках, как датчики следящий системы.
Недостатки метода: отсутствие однозначности в определении знака входного угла в пределах полного оборота ротора ВТ. Этот недостаток исключается при введении схемы формирования признака полупериода по показаниям счетчика и знакам U1 и U2; низкая точность преобразования из-за влияния нестабильности частоты питающего напряжения, так как при этом изменяется временной интервал t x. Устраняется относительным измерением: определяется частное от деления показаний счетчика и числа, пропорционального периоду питающего напряжения (дополнительный счетчик); влияние конструктивных погрешностей в основном от не перпендикулярности обмоток ВТ. Вводят схемы усреднения показаний.
Фотоимпульсный накапливающий преобразователь
угла в код
Фотоэлектрические первичные преобразователи перемещений имеют в своей основе растровый оптический модулятор.
Оптический модулятор состоит из сопряжения
измерительного (кругового или линейного) и индикаторного (неподвижного) элементов, имеющих периодическую структуру штрихов, нанесенных на оптическое стекло с шагом, который является периодом звена и определяет начальную разрешающую способность модулятора [28].
|
Каждый растр представляет собой комбинацию непрозрачных штрихов, нанесенных на поверхность прозрачного оптического стекла с шагом ω.
Отношение τо= a/ω (a - ширина прозрачного штриха), характеризующее пропускающую способность растра, называется пропусканием растра и является его основной оптической характеристикой. Пропускание растрового сопряжения τо= Ф/Фо, где Фо - световой поток, попадающий на растр; Ф - поток, прошедший через растр.
Соответствующим выбором параметров растрового сопряжения можно
получить синусоидальный характер изменения пропускания для фотоприемника
линейного ФДП (фотодатчика перемещений):
,
где i = 1,2,3,4 - для большинства стандартных ФДП;
τо - постоянная составляющая пропускания;
m - коэффициент глубины модуляции;
Θ =(2π/ω)·x - пространственная фаза комбинационной муаровой полосы;
x - линейное перемещение измерительного растра относительно индикаторного в пределах шага ω.
Упрощенные конструкции импульсных ФДП изображены на рис.14.
5
5
9
Рис.14. Круговой (а) и линейный (б) оптический импульсный ДП:
8
1 – осветитель; 2 – линза; 3 – круговая (линейная) шкала; 4 – вал; 5 – риски нуль-метки;
6 – съемник; 7,8 – фотодиоды; 9 – фотодиод нуль-метки; 10 – фланец ДП
В круговом ФДП на съемнике расположены два сектора штрихов, смещенных друг относительно друга на ¼ шага растра. С таким же смещением в пространстве расположены фотодиоды в фотоприемнике. Три из них ФД1, ФД2,ФД3 являются входными устройствами измерительных каналов (рис.15) и выдают два гармонических сигнала U1 и U2, сдвинутых по фазе на π /2 рад, несущих информацию об измеряемом перемещении φх, и опорный сигнал “0”. Для исключения влияния постоянной составляющей сигнала используют два вспомогательных диода ФД01 и ФД02, включенных на входы соответствующих усилителей в противофазе с основными фотодиодами.
|
|
|
прямоугольных импульсов:
ФД1..ФДЗ, ФД01, ФД02 - фотодиоды; У1..УЗ -усилители;
Ф1..ФЗ - формирователи; ВУ1..ВУЗ - выходные усилители
Электронная схема датчика импульсов содержит в каждом из трех каналов входной операционный усилитель У1-УЗ, формирователь Ф1-ФЗ, выходной каскад усиления
ВУ1-ВУЗ.
Сигналы с фотодиодов ФД1-ФДЗ усиливаются входными усилителями,
построенными на операционном усилителе К553УД1А (для ДП ВЕ-51А).
На входы усилителей подаются также сигналы от опорных фотодиодов ФД01 и
ФД02 для компенсации постоянной составляющей сигнала вследствие изменения светового потока лампочки. Затем синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазе на π/2, а также сигнал отсчета, получаемый от фотодиода ФДЗ, подаются на входы формирователей, где преобразуются в прямоугольные импульсы, амплитуда и форма которых не зависят от изменения амплитуды синусоиды в определенных пределах. Каждому периоду синусоидального сигнала соответствует один период выходного прямоугольного сигнала (рис.16). Формирователем импульсов служит компаратор, собранный на базе интегральной микросхемы К553УД1А.
Для получения прямых и инвертированных сигналов каждого канала необходимой мощности, последние с компараторов поступают на выходные каскады усиления, выполненные на транзисторах КТ315Б.
Использование в электронной части ДП двух каналов для параллельного преобразования выходных сигналов двух групп фотоприемников, сдвинутых в те пространстве друг относительно друга на π/2, дает возможность выполнить два требования, предъявляемых к датчикам перемещения в системах ОС приводов АО:
- получить сигнал, несущий информацию о направлении перемещения (в случаях реверса);
- увеличить разрешающую способность ДП по сравнению с оптическим модулятором.
|
|
а) структурная схема; б) диаграммы последователной обработки сигналов U1 и U2.
Д1-Д8 – дифференцирующие цепочки, И1-И8 – схемы “И”, ИЛИ1-ИЛИ2 – схемы “ИЛИ”,
РДС – реверсивный двоичный счетчи к
С выхода формирователей (рис.15) четыре прямоуголных напряжения , три из которых сдвинуты относительно предыдущего на π/2 раз, поступают в отсчетную часть.
Для формирования импульсов сложения используются четыре схемы совпадения И1-И4, с выхода которых импульсы поступают на схему ИЛИ1. Для формирования импульсов вычитания служат схемы совпадения И5-И8, с выхода которых импульсы поступают на схему ИЛИ2. Все схемы совпадения имеют один потенциальный и один импульсный входы. На потенциальные входы схем И подаются прямоугольные напряжения , а на импульсные входы импульсы, полученные дифференцированием фронтов прямоугольных сигналов дифференцирующими цепочками Д1-Д8. Из диаграммы работы (рис.16,б) видно, что при движении измерительной растровой решетки в направлении (+Х) на реверсивный счетчик РС поступят сигналы сложения:
При движении измерительной растровой решетки в обратном направлении (-Х) на реверсивный счетчик РС поступают сигналы вычитания:
При перемещении измерительной решетки на один шаг на счетчик посылаются четыре импульса, т.е. данное накапливающее устройство обладает разрешающей способностью, соответствующей ¼ шага растра. Путем некоторого усложнения блока выработки счетных импульсов можно получить восемь импульсов на один шаг растра.
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!