автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Преобразователь перемещений растра с переменной структурой многофазного канала обработки сигналов

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ВЫСОКОТОЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.:.

1.1. Актуальность создания новых и усовершенствования существующих устройств для измерения параметров перемещений. Области применения преобразователей медленных перемещений и требования к ним.

1.2. Выбор входного преобразователя перемещений. Математическая модель входного, преобразователя.

1.3. Способы формирования измерительной информации и обработки сигналов ВхП с периодической функцией преобразования перемещений

1.3.1. Особенности фазовой модуляции в преобразователях перемещений. Фазовые преобразователи с механической модуляцией и с электрической модуляцией.

1.3.2. Обобщенная модель фазового преобразователя перемещений с электрической модуляцией и ее техническая реализация.

1.3.3. Устройства формирования и обработки цифровых сигналов

1.4. Образование и структура погрешностей в преобразователях "перемещение - код" фазового типа. Методы снижения и оценки погрешностей.

ВЫВОДЫ.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ ФАЗОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.

2.1. Анализ возможности получения сигнала по скорости от дискретного первичного преобразователя перемещений

2.2. Анализ фазовой нестабильности полезного сигнала при воздействии случайных помех.

2.3. Учет гармонического состава сигналов и функций ФППЭМ.

2.3.1. Спектральная математическая модель ФППЭМ.

2.3.2. Погрешности ФППЭМ от несинусоидальности сигналов

2.3.3. Погрешности измерения скорости, вызванные несинусоидальностью сигналов ФППЭМ. Возможности снижения погрешностей от несинусоидальности.

2.4. Исследование возможности точного восстановления функции многофазного пространственного модулятора

ВЫВОДЫ.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ФАЗОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ И ИХ АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ.

3.1. Разработка метода формирования сигналов и алгоритма обработки.

3.2. Техническая реализация ФППЭМ с переменной структурой.

3.2.1. Разработка вариантов схемной реализации преобразователя

3.2.2. Функциональное проектирование элементов преобразователя, обоснование и выбор предпочтительных вариантов.

3.2.3. Предварительная обработка и преобразование сигналов в элементах ФППЭМ с переменной структурой.

3.3. Погрешности фазового преобразователя перемещений растра с переменной структурой многофазного канала обработки сигналов.

3.3.1. Погрешности от не идеальной предварительной обработки сигналов

3.3.2. Инсгоументальные погоешности от несимметрии

L ^ А переменных составляющих сигналов.

3.3.3. Теоретическая оценка эффективности предложенного способа измерения и погрешности измерения скорости перемещений

ВЫВОДЫ.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ

ТОЧНОСТИ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ С ПЕРЕМЕННОЙ

СТРУКТУРОЙ.

4.1. Постановка задачи экспериментальных исследований, обоснование и разработка методики эксперимента.

4.2. Экспериментальная установка для имитационных и натурных испытаний ФППЭМ.

4.3. Обработка и анализ результатов экспериментов. Исследование погрешностей эксперимента.

4.4. Внедрение результатов работы.

ВЫВОДЫ.

Исследования по построению устройств измерения параметров перемещений проводятся в нашей стране и за рубежом много лет, при этом значительное внимание уделяется повышению точности измерения. Область применения таких измерительных устройств очень широка: практически ни одна автоматическая система, содержащая подвижные объекты не может обойтись без датчика величины или скорости перемещений, а в системах, где требуется обеспечить повышенное качество работы, например, по динамике, необходима достоверная информация и по величине и по скорости - одновременно. Не менее важное значение имеют средства аналогичного назначения, способные выступать в качестве самостоятельных измерительных устройств.

Ряд перспективных систем управления подвижными объектами (например, системы управления некоторых роботов, станков с ЧПУ, станков для производства точных оптических деталей и т.п.) имеют важную отличительную особенность: рабочие перемещения их исполнительных органов совершаются с очень малой скоростью. Причем среди таких систем все большее распространение получают системы с безредукторными приводами, например, на основе пьезодвигателя, моментных двигателей. Также актуальными являются фундаментальные и прикладные исследования механических свойств больших упругих конструкций и других медленно перемещающихся объектов.

Принципиальная возможность одновременного измерения нескольких параметров перемещения (величины, скорости, ускорения) от одного источника измерительной информации существует /1/, о чем свидетельствуют технические решения, описанные в ряде источников, например, в /2/ и других. В то же время, несмотря на обилие литературы по измерению параметров перемещений вообще, вопросы измерения на частотах вращения 10" . 10" рад/с л -т или при линейных скоростях 10 . 10 м/с в ней почти не отражены, хотя в ряде источников (например, в /2; 3/) отмечается актуальность измерения параметров перемещений на малых скоростях. При этом, специфика принципиального при измерении скорости, близкой к нулю, заключается во взаимоисключающих противоречиях требований по чувствительности (разрешающей способности, точности) и быстродействию (времени измерения), а также жестких требований к допустимой аддитивной составляющей погрешности.

Так, при измерении частоты вращения 5-10"5 рад/с если допустимое по соображениям динамики время измерения составляет 0.1 с, то угол, пройденный за это время объектом измерения составляет 510"6 рад (чуть более одной угловой секунды), то есть, чтобы зарегистрировать такую малую скорость, например, методом цифрового дифференцирования дискретного сигнала датчика перемещений, последний должен иметь еще большую разрешающую способность.

Наибольшей разрешающей способностью и точностью измерения перемещений на сегодня обладают растровые преобразователи перемещений /2; 15; 18; 19/. Растровый элемент имеет периодическую структуру /18, с. 135/ и будучи закрепленным на подвижной части измеряемого объекта образует высокочувствительный к перемещениям сигнал, который в зависимости от физического процесса, на который воздействует растр, может быть оптическим, электрическим, электромагнитным, или иметь другую физическую природу. Наиболее точными на сегодня являются оптические растры. Тем не менее, если измерять частоту вращения величиной 5-10"5 рад/с классическим методом /2, с.344/ последовательного счета импульсов за заданный интервал измерения скорости Тс, образованных муаровыми полосами за плоскостью оптического кругового растра с числом штрихов 1000 на полный круг, то при допустимой погрешности квантования 0.1% этот интервал должен составлять не менее чем Тс=12564 с. Такое низкое быстродействие исключает измерение скорости в переходных режимах. Аналогичная проблема возникает и при преобразовании параметров линейных перемещений на скорости

5-10"6 м/с линейным растром с частотой десять штрихов на 1 миллиметр.

Анализ проблемы измерения параметров таких медленных перемещений показал, что она не может быть решена только путем улучшения метрологических показателей отдельных элементов измерительных цепей: требуются исследования по разработке новых способов измерения перемещений и созданию основ методики построения соответствующих средств измерения.

Цель настоящей работы. Создание преобразователей перемещений, работающих с повышенной точностью на весьма малых скоростях.

Задачей работы является разработка способов и устройств формирования и преобразования измерительных сигналов, их аппаратной реализации, и методики синтеза высокоточных средств измерения величины и скорости линейных и угловых перемещений, работающих на весьма малых скоростях.

Необходимо обеспечить снижение, в основном за счет применения вторичной обработки сигналов, наиболее ощутимых при малом уровне сигнала аддитивных погрешностей. Разрешающая способность по перемещению и по скорости должны составлять для угловых параметров соответственно до 10"7рад в пределах 0 ,.±ti и 10"5 рад/с в пределах ±1 рад/с, а для линейных -соответственно до 10"8м в диапазоне до ±0.1м и Ю^м/с в диапазоне ±0,1 м/с. Время измерения должно соответствовать для величины перемещений 1.100 отсчетов в секунду, для скорости - 0.1. 10 отсчетов в секунду. При разработке способов измерения параметров перемещений и алгоритмов формирования и обработки измерительных сигналов необходимо максимально использовать возможность унификации для обеспечения измерения величины и скорости как по отдельности, так и совместно от одного источника измерительной информации, ориентируясь прежде всего на известные и хорошо описанные в литературе способы получения первичного измерительного сигнала, воплощенные в распространенных, освоенных промышленностью первичных преобразователях. Это условие продиктовано тем обстоятельством, что в выпускаемых промышленностью прецизионных преобразователях перемещений конструкция входных преобразователей и технология их изготовления обеспечивают значительный резерв повышения точности устройства в целом, что указывалось еще в /3/, и точностные возможности первичного преобразователя не используются во вторичном преобразователе.

Среди растровых преобразователей наиболее перспективными с точки зрения обеспечения высокой точности, помехоустойчивости, разрешающей способности и быстродействия считаются, фазовые( с промежуточным преобразованием перемещения в фазу электрического сигнала) с цифровым выходом, получившие наибольшее распространение в нашей стране, о чем свидетельствует и регулярный выход фундаментальных работ, посвященных преобразователям перемещений фазового типа.

Важным достоинством фазовых преобразователей является также простота получения сигнала по скорости и практически не ограниченный диапазон измеряемых перемещений.

Для обеспечения существенного повышения точности и чувствительности при малых уровнях полезного сигнала наиболее эффективными считаются дифференциальный метод и метод измерения с переменной структурой преобразователя.

Поставленная задача в соответствии с перечисленными требованиями в настоящей работе решена в следующих направлениях:

1. Определены способы и устройства, наиболее приемлемые для измерения параметров медленных перемещений, а также эффективные пути повышения их точности.

2. Оценены предельные возможности известных способов и устройств для целей измерения перемещений при малых скоростях, обоснованы и разработаны требования к ним.

3. Разработан способ измерения величины и скорости перемещений, обеспечивающий высокоточное измерение параметров перемещений на малых скоростях, разработана и обоснована его наилучшая техническая реализация. Разработана методика расчета погрешностей преобразователя переме

13 щений и методика синтеза его параметров.

4. Разработана экспериментальная лабораторная установка для определения погрешностей реального преобразователя перемещений. Разработана методика обработки экспериментальных данных, обеспечивающая анализ погрешностей путем их сравнения для различных способов измерения.

Работа выполнялась с 1984 года на кафедре автоматики и управления Казанского государственного технического университета - КГТУ им. А.Н. Туполева в связи с реальной потребностью ряда предприятий Казани, Москвы и Санкт-Петербурга в рамках хоздоговорных, госбюджетных, научно-исследовательских и опытно-внедренческих работ, а также работ, выполненных в порядке инициативы. Основные из них проводились:

- по хоз. договору 1К-А2 с НПО КОМЗ (г.Казань);

- по хоз. договору 2002 с НПО "Радиоприбор" (г.Москва);

- по хоз. договорам Ц17М, Ц18М, 2021 с НПО ГИПО (г.Казань);

- по хоз. договорам с малым предприятием "Пика", г.Казань;

- в рамках Межвузовской научно-технической программы "Перспективные приборные комплексы и системы подвижных объектов", головная организация СПГААКП, г. Санкт-Петербург.

ВЫВОДЫ

Выполненные эксперименты по определению метрологических характеристик преобразователя перемещений в цифровой код вполне удовлетворяют решаемой задаче к подтверждают справедливость полученных результатов

1. Созданный по разработанной в диссертации методике ФППЭМ с цифровым выходом и возможностью одновременной реализации двух способов измерения параметров перемещений (классического и предложенного) обеспечивает наглядное представление об эффективности предложенного способа изменения

2. Объем выборки, достаточный для получения данных о погрешностях с доверительной вероятностью Р=0.9 составляет 60.65 значений по 17 точкам в имитационном эксперименте и по 7 точкам в натурном эксперименте.

3. Данные экспериментов, полученные в статических положениях ВхП, позволяют приближенно оценить границы погрешностей измерения скорости перемещений, которая для исследуемого образца ФППЭМ составила 4.8 -10" 9м/с.

4. Аппаратура для экспериментальных исследований погрешностей ФППЭМ и методики обработки результатов эксперимента обеспечивают достаточную достоверность результатов, погрешности квантования величин могут не учитываться.

5. Имитационный эксперимент позволяет определить погрешности, возникающие в электронном тракте ФППЭМ, при этом достоверность результатов соответствует доверительному интервалу определения с.к.о. около

0.004%. Дальнейшее уточнение погрешностей в виде соответствующей абсолютной поправки не возможно из-за слабой статистической связи погрешностей имитатора и погрешностей ФППЭМ и для удовлетворения задачам эксперимента - не требуется.

6. Модель погрешностей предложенного ФППЭМ, полученная в разделе 3.3.2, по данным имитационного эксперимента, проведенного при 5% расстройке фазы несущего сигнала, соответствует действительным погрешностям. Абсолютное отклонение среднего значения действительной погрешности по отношению к рассчитанному по модели соизмерима с собственной погрешностью настроенного ФППЭМ и составило не более 0.15%.

7. Гарантированный (Р=0,9) интервал погрешностей ФППЭМ по данным натурного эксперимента составил для классического способа измерения от +0.5 % до +3.4% , а для предложенного - от -0.5% до +0.4%, максимальное отклонения средних значений от нуля составило соответственно 2.75% и 0.25%. Сравнение этих погрешностей с соответствующими погрешностями сти для данного образца ВхП. Неиспользованный ранее резерв точности ВхП удалось полностью реализовать за счет применения более совершенного способа измерения перемещений.

8. Внедрение результатов исследований и изобретения по патенту России № 2039987 в производство подтвердили их эффективность, достигнуто существенное повышение качества одного вида выпускаемой предприятием ГШ НПО ГИПО продукции.

Основным результатом всех проведенных экспериментов, а также испытаний разработанного устройства в составе действующей производственной системы, является экспериментальное подтверждение существенного (на порядок и более) снижения систематических аддитивных, медленно меняющихся погрешностей, компенсация которых являлась главным направлением решаемой задачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами работы, направленной на создание преобразователей перемещений, работающих с повышенной точностью на весьма малых скоростях являются: методика выбора принципов формирования и преобразования сигналов в измерительном канале и синтеза основных параметров преобразователя; разработка нового способа и устройств измерения перемещения и синтеза их параметров; разработка преобразователя перемещений, экспериментальной установки и методики обработки результатов экспериментов, обеспечивающих достоверную оценку эффективности применения предложенного способа в преобразователях перемещений растра с электрит I Т-: \ i f": : V: \: i: Н: "* ДМ HTTHTV Г:Т>- Р.НТ^ИЯТТПВ

Результаты проведенных исследований и выводы по ним сводятся к следующим положениям.

1. Обоснован выбор типа ВхП и принципов формирования сигналов преобразователя параметров перемещений в цифровой код.

2. Получен спектр выходного сигнала п -фазного ФППЭМ при произвольных периодических несущих и модулирующих сигналах. Определены несущие сигналы, обеспечивающие восстановление формы модулирующих сигналов с ограниченным спектром, точность измерения перемещений при этом не повышается. Оптимальной является синусоидальная форма несущих и модулирующих сигналов, при существенных отклонениях этих функций от синусоиды распространенные синусно-косинусные ФППЭМ являются наихудшими, поскольку практически не компенсируют влияние опасных высших гармоник на результат измерения.

3. Предложен алгоритм формирования интервала времени измерения скорости, обеспечивающий снижение погрешности от несинусоидальности несущих и модулирующих сигналов до заданного уровня за определенное число циклов измерения.

4. Разработана методика расчета основных параметров ФППЭМ, удовлетворяющих требованиям точности и быстродействия.

5. Предложен способ и разработан алгоритм формирования и обработки сигналов в п -фазном ФППЭМ с переменной структурой, обеспечивающий существенное повышение точности измерения параметров перемещений, разработаны варианты его реализации.

6. Получена математическая модель инструментальных погрешностей ФППЭМ с переменной структурой п -фазного канала обработки сигналов и разработана методика синтеза его параметров по точностным критериям. Сделан общий вывод: наилучшие результаты снижения погрешностей измерения параметров перемещений достигаются в четырехфазном ФППЭМ с пе-иеменной стоуктуоой канала обработки сигналов пои условии, что хаоактери

X A J J Jt 1 L J 'Li. стика преобразования ВхП и несущие сиг налы имеют синусоидальную форму, что достигается применением во ВхП дифракционных решеток и высокодобротного полосового фильтра в электронном тракте. В случае большого содержания высших гармоник в этих сигналах четырехфазный ФППЭМ является наихудшим не зависимо от способа дальнейшей обработки сигналов.

7. Разработан четырехфазный преобразователь параметров перемещений дифрешетки в цифровой код с переменной структурой канала обработки сигналов. Преобразователь используется в составе системы управления линейными перемещениями делительной машины для производства высокоточных оптических деталей, благодаря чему существенно повышено качество производимой продукции.

8. Разработана экспериментальная установка и методика сравнительного анализа погрешностей ФППЭМ. Подтверждены результаты теоретических положений, разработанных в диссертации, в том числе, модели погрешностей. По данным экспериментов снижение их систематической составляющей при переходе с классического способа измерения на предложенный способ измерения перемещений растра с переменной структурой канала обработки сигналов составило с 1.43% до -0.026%, а снижение случайной составляющей (Рд=0.9) с 0.38% до 0.12% от величины шага растра, равного 4 мкм.

9. Результаты исследований и изобретение внедрены в производство, за счет чего достигнуто существенное улучшение качества производимой продукции.

Область применения результатов исследований и самого устройства преобразования перемещений растра в цифровой код с переменной структурой многофазного канала обработки сигналов обобщенно характеризуется следующими направлениями.

1. Создание и исследование прецизионных систем позиционирования и гпрарттрттттсг гг р ^gvaupnr^CK'TTX СТТСТРМЯХ Г>Я.ЗТТТ"ПТТТОГО НЯЧНЯЧРН И Я' станках, роботах, оптических и радиосистемах слежения, и тому подобных

2. Исследование параметров движения различных подвижных объектов относительно некоторого основания, в том числе, в переходных режимах.

3. Исследование метрологических характеристик приборов для измерения параметров перемещений, где ФППЭМ с переменной структурой может служить в качестве образцового средства измерения.

Технико-экономическая эффективность работы заключается в следующем.

1. Разработанный способ измерения параметров перемещений может быть относительно просто реализован в существующих ФППЭМ путем введения в канал УФ АС коммутатора сигналов и определенной организации порядка обработки сигналов в УФЦС, при этом ожидаемое снижение случайных погрешностей составляет не менее чем в четыре раза, а аддитивных систематических погрешностей - не менее чем на порядок. Разработанная методика сравнительного анализа погрешностей ФППЭМ, реализующего разные способы измерения позволяет объективно оценить эффективность предложенного способа измерения по сравнению с классическим.

175

2. Применение нового способа измерения и разработанной методики синтеза ФППЭМ с переменной структурой многофазного канала обработки сигналов позволит при создании высокоточных средств измерения параметров перемещений, особенно - весьма медленных, получить характеристики, недостижимые ранее при использовании традиционно применяемых в этой области способов и устройств. При этом, развивая наиболее распространенное в нашей стране направление исследований в области создания прецизионной техники измерения параметров перемещений (промежуточное преобразование перемещения в фазовый сдвиг), данная работа позволит создавать средства измерения, конкурентоспособные на мировом рынке аналогичных устройств. Учитывая, что на предприятиях России достигнут высокий уровень технологии производства высокоточных элементов первичных преобразователей перемещений, внедрение результатов данной работы в производство преобразователей параметров перемещений в цифровой код может дать существенный экономический эффект в короткий срок, что не исключает применение полученных результатов и с новыми, более перспективными первичными преобразователями.

1. Определение параметров движущихся объектов /Астрахан В.И., Комков Е.В. //Измерительная-техника. 1986. N12. С.14-15.

2. Домрачев В.Г. и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочное пособие / В.Г. Домрачев, В.Р.Матвеевский, Ю.С.Смирнов. М.: Энергоатомиздат, 1987. -392 с.

3. Вульвет Дж. Датчики в цифровых системах: Пер. с англ./ Под ред. /v.С. Яроменка. М.: Энергоиздат,1981.

4. Зверев А.Е., Максимов В.П., Мясников В.А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л.: Энергия, Ленингр. Отд-ние, 1974.

5. Кудряшов Б.А., Пашук С.П., Смирнов Ю.С. Преобразователь "скорость код" с СКВТ, //Измерительная техника. - 1984, №.Ю.-С.9.

6. Кудряшов Б.А., Смирнов Ю.С. Преобразователь утла, скорости и ус-корения//Измерительная техника. 1986. N 12. - С.7.

7. Выскуб В.Г. и др. Прецизионные цифровые системы управления/ В.Г. Выскуб, Б.С. Розов, В.И. Савельев. М.: Машиностроение, 1984. - 136 с.

8. Кроноз И.В. Измерение пороговых перемещений на выходе оптических приборов./Я4змерительная техника. -1985. № 11. С.29.

9. Келлер Э. Роботы накануне массового внедрения в промышлен-ность.//Электроника. 1983. №23. -С.35-40.

10. Домрачев В.Г., Мейко Б.С. Цифровые преобразователи угла: принципы построения, теория точности, методы контроля. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -328 с.

11. Каталог дифрешеток, выпускаемых НПО ГИПО, 1997г.

12. Робототехника /Под ред Е.Л. Попова. М.: Машиностроение, 1984.

13. Смирнов Ю.С. Системы управления сервомеханизмами с шаговыми электродвигателями// МПСС. 1985. - №4. -С.71-77.

14. Анализ движения оптического изображения при произвольном движении съемочной камеры. / Батраков А.С., Шведченко Е.П. ОМП.-1984. -№8,-С. 10.

15. Соломатин В.А., Шилин В.А. Фазовые оптико-электронные преобразователи. М.: Машиностроение, 1986. - 144с.

16. Петухов И.П. Динамические свойства сканирующих автоколлиматоров.// ОМП. 1984. т. -СЛ.

17. Белянский П.В., Сергеев Б.Г. Управление наземными антеннами и радиотелескопами. М.: Сов. радио, 1980. - 280 с.

18. Фотоэлектрические преобразователи информации /Под оед.Л H iicecHvxHна. -М.: Машиностооение. i974. -376с.jl ' ' 1 ^ i '

19. Ахметжанов A.A. Системы передачи утла повышенной точности. -М.: Энергия, 1966. 272 с.

20. Прецизионные датчики угла с печатными обмотками7 Л.Н. Сафонов, В.Н.Волнянский, A.PI. Окулов, В.Н. Прохоров. М.: Машиностроение, 1977.

21. Бухгольц В.П., Тисевич Э.Г. Емкостные преобразователи в системах автоматического контроля и управления. М.: Энергия, 1972.

22. Васильев Л.А., Ершов И.В. Интерферометр с дифракционной решеткой. М.: Машиностроение, 1976. - 232 с.

23. Дич Л.З. Измерительные системы линейных перемещений на дифракционных решетках. Аналитический обзор за 1967- 1987 rr.N4686, 1989.

24. Голубовский Ю.М., Пивоварова Л.Н., Афанасьева Ж.К., Фотоэлектрические преобразователи линейных и угловых перемещений.// ОМП. -1984. -№8. -С.50.

25. Гречишников В.М., Капустин А.С., Конюхов Н.Е. Оптоэлектронный цифровой преобразователь угла.//Измерительная техника,- 1986. №12,- С.5.

26. Седухин А.Г. Применение сканирующего способа записи для формирования кодовых масок фотоэлектрических преобразователей угловых перемещений. // ОМП. -1984. Ш. -С.39.

27. Пространственные модуляторы света: Сб. Статей / АН СССР, Отд-ние общ. физ. и астрономии, Науч. совет по проблеме "Голография"; Под ред. проф. С.Б.Гуревича. Л.: Наука, Ленингр, отд-ние, 1977. - 142с.

28. Кудрявцев В.Б., Лысенко А.П., Тищенко Н.М. Прецизионные преобразователи сигналов и угловых перемещений на принципах квантовой магнитометрии. М.: Энергия, 1 У /1. - 12U с.

29. Ч?) | i ОТН ГЮВ Б Xvl i .'1.1;!! L1! С 'Cri 11 x3 ' i А КуСТ()ОПТИ11ССКНЯ !) < ij I! i.1! 1 ! i ДЛЯ (i! >i ~

30. JAULIV ninTA'JllAirrni^UP^f/MV mlPA^nQ'JADpTP П^-МЛ^^^М I l Л 1Л 1/1 'J U D\/'>nD I 1ПМ

31. A = \'-L I 1 ' , J Л tuu* I • I ' I 111 V'A >, llllVi vjjl V.'VVJOVi VV'IK.l V11VK1 > . ; . I i I ' 1 ' ' ' 1 1 ' I « 4> v *lett-Packard Journal, 1980, v. 3, N 9, pp. 3-11.

32. Стюард И.Г. Введение в Фурье-оптику/ Пер. с англ. Под ред.

33. J1.И.Матвеенко. Ivl.: JVLho. iУ85. -iozc.j

34. Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств: Учеб. Пособие для вузов. Л.: Энергия, 1976.

35. Косинский А.В. и др. Аналого-цифровые преобразователи перемещений / А.В. Косинский, В.Р. Матвеевский, А.А.Холопов. М.: Машиностроение, 1991. - 224 с.

36. Петропавловский В.П., Синицык Н.В, Фазовые цифровые преобразователи утла. М.: Машиностроение, 1984. - 136с.

37. Guild J. The interference systems of crossed difraction grandings. Theory of moire fringes, Oxford, Clarendon, Press, 1956.

38. Guild J. Difraction grandings as measuringscales, Oxford University Press, London, 1960.

39. Mc. Ilraith А. Н. An Introduction to the Theoryof Crossed Difraction Gandings and their Application to Linear Measurment, Machine Shop magazine, 1962, April, pp 202-213.

40. Браславский Д.А., Петров B.B. Точность измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1976. -312с.

41. Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. Энергоиздат. 1981.

42. Бабиков М.А., Косинский А.В. Элементы и устройства автоматики. М.: Высшая школа, 1975.

43. Матвеевский В.Р. Цифровые преобразователи микроперемещений с промежуточным преобразованием в фазовый сдвиг // Измерительная техника.

44. Си нусно-косинусные вращающиеся трансформаторы в преобразователях "угол-код"/ Д.К. Преснухин, В.А. Бархоткин, К.К. Недопекин и др.// Электричество. 1979. № 5. С.52 54

45. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства, -М.: Энергоатомиздат, 1985.

46. Кудряшов Б.А., Смирнов Ю.С., Шишков А.Б. Амплитудный преобразователь "угол-код" с синусно-косинусным вращающимся трансформатором/7 Измерительная техника. 1984. № 8. С. 20 21.

47. Домрачев В.Г., Подолян В. А. Преобразователь сигналов вращающегося трансформатора в код угла последовательного приближения . /7 Измерительная техника. 1984. № 8. С, 18 20.

48. Биндра А. Повышение точности и разрешающей способности преобразователей информации// Электроника. 1984. № 17. С. 46 55.

49. Лэнтон С. Гибридный преобразователь сельсин-код с большими интегральными схемами// Электроника. 1981. № 13. С. 43 48.

50. Домрачев В.Г., Подолян В. А. Анализ инструментальной погрешности циклического преобразователя сигналов вращающегося трансформатора в код угла// Измерительная техника. 1985. № 8. С. 10 12.

51. Смирнов П.Т. Цифровые фазометры. Л.: Энергия. Ленингр. Отд-ние,197451. А.с. № 705340 СССР, 1979.

52. А. с. Ху 1229694 СССР, Измеритель скорости вращения вала./ Ма-ханько А.В., Щеглов М.Ю. Бюллетень изобретений N 17, 1986

53. Матвеевский B.P. Ai 1П микроперемещений /7 Измерительная техни

54. Носов Ю.Р., Сидоров А.С. Оптроны и их применение. М.: Радио и связь, 1981. - 280 с.

55. Davies B.J., Robbins R. С., Wallis С., Wild R. W. A high resolution measuring system using coarse optical gratings Proceedings of IRE, 1960, N 11, pp. 624-633.

56. Скворцов Ю.С., Блод С.Д., Сойгу В.А. Цифровые контрольно-измерительные приборы, выпускаемые ЛОМО им. Ленина// Цифровые приборы для измерения линейных и угловых величин. Л.: 1985. - С.23-25.

57. Лейков Д.Г., Качалуба B.C., Рыжков А.В. Цифровые делители на логических элементах. М.: Энергия, 1975. - 128 с.

58. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 512с., ил.

59. Хлистунов В.Н. Основы цифровой электроизмерительной техники. -Л.: Энергия, 1966. 345 с.

60. Галахова О.П., Колтик Е.Д., Кравченко С.А. Основы фазометрии. -Л.: Энергия, 1976. 256 с.

61. Смирнов П.Т. Цифровые фазометры. Л.: энергия. Ленингр. Отделение, 1974.

62. Мудоов 13.И. Rvtiiko B.J1. Методы обоаботки изменений. М.: Сов.1. J JL i1. Радио, 19/6. i4J с.67. i аскаров Д.В., Шаповалов В.Pi. Малая выборка. м.: Статистика,1 У / О. С,

63. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации./В.В, Шахгильдян, А.А. Ляховкин, В.Л. Карякин и др.: под ред. В.В. Шахгильдяна.2 -е изд. доп. и перераб. -М.: Радио и связь, 1989. -320 с.

64. Левин В.А., Маликовский В.Н., Романов С.К. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки. М.:Радио и связь,1989.-232 с.

65. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике. М., "Мир", 1971,492 с.

66. Щеглов М.Ю. Оценка погрешности фазовых измерительных преобразователей величины и скорости механических перемещений. XI11 Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов. Тезисы док-ладов.-Москва: ЦИАМ, 1989г. С.56-58.

67. Щеглов М.Ю., Лукашевич Я.К., Абдрахманов Р.Х. Способ измерения величины и скорости перемещения. Патент РФ N 2039987, БИ N 2, 1995.

68. Ь Алскссснко /л i и др iхоимснснис п осой з ион нъгх аналоговых ммьсио-схем./ А.Г. Алексеенко, Е.А. Колом бет, Г.И. Старо дуб., 2-е изд., перераб, и доп. М.: Радио и связь, 1985. -327 с.

69. Ференец В А. Погрешности измерительных преобразователей: Учеб. Пособие для студ. фак. систем авт. упр. и оборуд. летат. Аппаратов. Казань: КАИ, 1981. - 100 с.

70. Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике. Для научных работников и инженеров. М., 1970, 720с.

71. Матряшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия, 1976.

72. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику: Пер. с англ./ Под ред.Г.И.Косоурова,- М., "Мир", 1970, 364с.

73. Грановский В.А. Динамические измерения: Основы метрологического обеспечения. -JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984.-224 с.

74. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов/ Пер. с англ. М.: Мир, 1971. - 408 с.

75. Закс JL Статистическое оценивание. -М :Статистика, 1976.-598с.

76. Ацюковский В.А. Емкостные преобразователи перемещения. М., "Энергия", 1966, 280 с.

77. Зверев А.Е., Максимов В.П., Мясников В.А. Исследование точности емкостного многополюсного фазовращателя. В кн. : "Цифровое управление в системах автоматики. Л., "Наука", 1968, с. 105 - 133.

78. Коротков С.В. Максимов В.П., Мясников В.А. Некоторые принцыпы построения прецизионных преобразователей угловых положений в цифровую1. 1/1 &Л АТЧ МТЙ riLU'jQ TPV LJ Ы 1УО i огл s г\1й1 ( ' /II /ч

79. V.j'\/»'1*-1 у ,/ / f. JL Ji*AV|-/Il 1 Vs?itUJ.U/.l *. W/VAXXl* VU . 1 У V^ , Л— ± , : V ,

80. X / KODOTKOB vJ В iv!2.FCС И IVl О if> 13 11 ГУТ^ЯСММ КОВ 13 J\ rvl.CX'0 JT 3JT6tCT13I'TMSCKOIl редукции в приборостроении. В кн.: Автоматизированный электропривод.1. ТТ --ТТ1 Л/Г '.Л/. 1 /!Пл., паука , iyoj, v. 14-4 i^y.

81. Штепанек К. Магнитные масштабы. "Чехословацкая промышленность", i959, jN«9, с. 6 - i9.

82. Погрешности контрольно-измерительных устройств.

83. СаловГ.В,, Тихомиров Ю.Ф., ЯковлевЕ.Л., ЯковлевЛ.Г."Технпса", 1975, 232 с.

84. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. Изд-е тринадцатое., 1960

85. Мироненко А.В. Фотоэлектрические измерительные системы. М., "Энергия", 1967, 358 с.

86. Справочник конструктора точного приборостроения. Под. ред.Ф.Л.Литвинова. М. Л.: Машиностроение, 1964. -944с.

87. Маханько А.В., Щеглов М.Ю. Измеритель малых частот вращения вала.// Теория и проектирование систем автоматического управления и их элементов: Сб. ст. -Уфа: УАИ, 1986. С. 91-95.

88. Щеглов М.Ю. Программно-аппаратный комплекс для экспериментального определения метрологических параметров преобразователей перехь

89. Подпрограмма вычислении погрешностей"

90. Реализуемые откл.я i " if.вс";ь= "О" .нет), Пр;■■> необх.ти1. FOR i'fl =» i ТС) 4fl (1) = 0;; +1(2) О: +1(2- 0: П. (4) 0 t1. С i f 1 ) ••• 1 t 12 =»■ 0 : -f 14 0

91. PRINT #x, i! Отклонения параметРОЕ У. ; Макс,,б в з р а з , ч у в с т в.т и!

92. PRINT #1,, " несущая: модул, (простр , ) ; "

93. PRINT1 #1, " фаза ампл, фаза ампл,,1. От очн» (Дпр иб л , --''

94. Цикл по числу Фаз' FOR п " 3 ТО 6

95. Формирование данных по отклонением' RESTORE1. FOR i = 3 ТО n

96. RE/ID ciaO 1, da.02 . dp03, dp04, dtaOo, dk06 NEXT i

97. Номинальные значения отклонении ::: %'

98. DATA 3 „ 46, 3.46,, 18 „S3, О Л) 1,5 , IS „83 '-для П--3'

99. D/SТА 14 „ 14 ,25.13,. 0.0 , 2,0 ,25,13 '--для п-=4'

100. Т>А'М 5. I-::. , 5 , 18, 31, 45j, 0,0 , 2 „ о, 31 „ -,.5 '-■•для п=-5'

101. DATA 6 , 33 „ 6 „ 33 , 3? . 74р 0,0 .,3 = 0 ? 37 .74 '--для n=S"'

102. PRINT #1.н "Число фаз n="; п1*91. FOR ka = О TO 2 a 10 к a

103. Масштабирование отклонений (менять знаменатели) 'dai daO1 / ada2 = da02 / adp3 = dp03 / adp4 = dp04 / adb5 db05 / adk6 dkOS / a

104. PRINT (.и.,, USING " ##„####% fl(i) » dai:

105. PRINT ±ti„ USING i;##„ ####% fi <25 w- dp3:;

106. PRINT #1, USING "##„ + 1(35 * db5;;

107. PRINT #1,, USING " J f I (4) W dkS;te t-3.U .Pi w at e t a i p i & иm =™ 200 'v число точек по аргумент' h (tetai - tetaO) / m max о tO ~ 0 max di: ^ 0

108. Цик •'! по аргументу; 7 FOR i = 0 TO m teta = tetaO + i * h

109. Цикл no k (j 5 .ДЛ51 поиска мах= по ее ем фаз

110. FOR k = 1 ТО п к С з ) ■ к

111. PRINT #1, USING "#,###### #.######'';maxdt / (dai st * fl(i) + dp3 ж ti (2) + dbS ** fl(35 + dkS ж f 1 (4) > ;maxdtO / (dai ""• st * fl <1> + dp3 ж fl (25 + db5 ж fl <3) + dkS * f 1 (45 51. NEXT к a.1. NEXT n1. NEXT ifI1. END

112. О. ООООУ. О.0000% 0.0000"/.0.0000% 0.0000% О .0000%.1. О .0000% 0.0000% 0.0000%

113. О„0000% О „ 0000% О .0000%1. Макс, безразм.1. Qtohh.=

114. О.2Э5754 0.2S924S 0.2887110.540177 0.510390 О.510098

115. О.196282 О.190810 О.1902580.15586 1 О.145520 О.144446чувств-ти Оприбл.0.294959 0.289241 0.2887110.510095 0.510095 0.510095

116. О.196519 О.190813 О.190258

117. О.156549 О.145528 О.144446

118. О.049936 О„052712 О.053014

119. О 037458 0.039540 0.039761

120. О„029953 О.031627 О.03x808

121. О.024965 0.026356 0.026507чувств~ти О.приб л „

122. О.053047 0,053047 О„053047

123. О„0397 76 О.033786 О.039786

124. О„031828 О„031828 О ,031828

125. О„02652л О.026524 0.0265241. Отклонения пар несущая:аметров, % :модул.<простр.>фаза Число фаз п= О.0000% О.0000% О.0000% Число фаз п=ампл. : 3

126. О.0000% О.0000% О.0000% : 4.

127. О.0000% О.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000"/; 0. 0000% Число фаз п = 5

128. О.666655 0.666655 0.6666550.500000 0.500000 О»5000000.399937 0.399937 0,3999370.3333271. Г\ г7г7,"Т.: —w . U. ' . . .13iэксперимента•'Основная 2.

129. Реализуемые откя-я f "г'-есть, "0" .нет) , При н-эобх.ти ■■■■ менять'111 = 1: f12 = о: f 12 о; fis оi fie = оf 1 4 0 "Цикл па числу фаз' FOR г: =•• 3 ТО S REM IP п -О- 4 THEN 50 RESTORE1. FOR 1=3 TO n

130. READ d3.0:1, da.02, c:p03 dp04, db05, cikOB NEXT i1. Отклонения & 7'F

131. DFiT/l 3.46, 3.46,18. S3, 0.0 , 1.5 , 18,83 •'-для r>=3"

132. DATA 14 , 14 ,25.13, 0.0 , 2.0 ,25.13-для n=4''

133. DATA 5.18, 5.18,31.45K 0.0 , 2,5,31.45 ■'-•для n=5-"

134. DAТЛ 6.93,6.93 ,37.74, 0,0 ,3.0 ,37.74 '-для n=6''

135. PRINT #1, "Число фаз n-'F;; n PRINT #1,

136. PRINT #i, "Границы сл. отклонении параметров, % : " ; PRINT #1, USING "фазы несущей! ##.ФМФ */. и ##. ##til s daOi; +12 * da02 PRINT #1,. USING "ампл. несущей: ##.## % +13 ж dp03

137. PRINT #1, USING "пространств, фазы: ##. ## */. +15 * cibOS PRINT #1, USING "ампл. простр. гарм. : ##. ## У. +16 к dk06

138. Результаты расчетов погрешности в "в лоб' по модели погр. модели

139. Цыс/; по статистике; -' FOR j = 1 ТО mm отклонения параметровс имметрdal = daOi *da.2 -- da.02 «dp3 = dp03 wdp4 » dp04 *dbS = db05 жdke = dk06 *

140. THEN PRINT #1, USING сист da,'-: mdt.:

141. PRINT #1, USING "#.#### ; l.e a sdt; PRINT #1, "1. /iBS(mdtO) > „ 000001 АШ ABSimatO) > „66 * sdtO

142. THEN PRINT #1» USING 'с x i с т „ tt „ сапа--; mdtO:

143. PRINT #1, USING 1,0 * sdtO;1. PRINT #!.„ "J1. /IBS (mddt) > „000001 /!ND /IBS (mddt) > .66 к sddt

144. THEN PRINT # 1 .„ USING "сист.=й,#Ш с.п,=й: mddt; PRINT #1, USING "#.#### »; 1.6 * sddt NEXT i

145. PRINT #1, USING " #.###* 1.6 * ssdt;1. PRINT #1, "

146. PRINT #1, USING "#.#### "j 1.6 * ssdtO; PRINT #1.,, " ".:

147. PRINT #1., USING ####"; 1.6 к ssddt PRINT #1, "Макс. погрешн. измерения (доверит., Р~0„Э5по измеряемому углу: PRINT #1., USING "=#.### % 1.6 ж maxsdt PRINT #1,

148. PRINT #1, "Макс . гюг'р, модели ( относит-si, довер . , р=0 9)по из мер . углу ;; " ;

149. PRINT #1, USING "=##.## % "; 100 * max 50 NEXT n END1. Число фаз n- 3

150. Границы сл. отклонений параметров, У. :фазы несущей: 3.46 7. и 3.46 % ампл. несущей: 18.83 У.пространств, фазы: 1.50 "Л ампл. простр. гарм. : 18. i

151. Результаты расчетов погрешности с Р <0. 9) , в v.:

152. ООО 0. 917 9 0.9055 0„06340. 157 о. 9849 0.9 7 1 л: 0»07860. 314 1 2127; 1. 20 'i 7 0,08800471 1. 4113 1 г л о о л 0 , 12220 . Ьлл 1. /л я 1„48лЛ 0 10370 . '785 1. г:: .j ч 1„5006 0 , 1037

153. U = 'Л 1 ц ■■ ■•".:•' . 1 f : i 0„10501. 100 1 " ' <!' Il 0. 10601. 257 1 ■'. ■ '■■ 1.1583 С,0S801414 О :< i'! 1 . 0„0805

154. С ос г ::л: л:,; :о;л:::к '"!'■•:•• :Г<С Ti- !1 . ki i::' Ь л. 1« 2749 0.0376

155. Макс:. пс'-реип- ; ! з м P ' i К до>: ррмт, „ ллл по

156. Паке, п-зг-р. !■■■" С Л ЛЛ Л! „ л \:лл л „ :-л). 9

157. Число шаз Границы с фазы н проструансще: т1. Л = Чша:0(1. Л Ь"••.счетов:,1. У. ампл. несуш.ейампл .погрешности с i:моделк1. У „ у1. Г a р М : В

158. Макс, погрешн. измерения Макс. погр. модели (относит—я, довер,по всей совокупности: в1.3480 0. 1782 -И.ЬЪ /одоверит., Р=»0.9) по измеряемомур=0.9)по измер,углу: углу:-1.63S -16.2612?1. Число фаз п= 5

159. Границы сл. отклонений параметров, У. :фазы несущей: 5.18 V. и 5.18 У» " ампл. несущей: 31.45 V. пространств, фазы: 2.50 У. ампл, простр. гарм. : 31.45 у.

160. Результаты расчетов -• погрешности с Р(0.3), в "/.".

161. С осреднением по всей совокупность-!:1. 237S 1. „ 2252 0 , 0385 .-. / /у- £

162. Макс. погреши, измерения (доверит, , F'--Q,3) по измер. у г лу::-1» 432 т. Макс, погр, модели (относит., довер», Р«0.Э) по измер:-, углу; = 3.65 У.1. Число фаз г- 6

163. Границы сл. отклонений параметров, % «фазы несущей: 6,33 % и 6.33 У. ампл. несущей: 37.74 %пространств, фазы: 3.00 % ампл,, простр» гарм,: 37.74 %

164. Результаты расчетов погрешности с Р (0. Э) , в у:

165. Макс. погрешн. измер'ения (доверит., F-0.3) по измер, углу: =1.538 У. Макс. погр). модели (относ., довер,, Р--0.3) по измер, углу: =11.42 У.iSJ1. Число фаз n~ 4

166. Границы сл. отклонений параметров, у.фазы несущей: 14.00 У. и 0 «00 % ампл. несущей: 0.00 У.пространств, фазы: 0.00 У» ампл. простр. гарм. : 0.00 у.

167. Результаты расчетов погрешности с РЧо.З) , в У.

168. С о с р е д н е н и е м по всей со еокупности:0.4370 0.4148 0.0297 = ;•;

169. Макс, погреши, измерения (доверит a jf Р--0.9) по измер. углу:

170. Макс, погр. модели (относ ., довер. Р :-::0.9> по из мер. у г л у;; =1. Число фаз п- 4

171. Границы сл. отклонений параметров, % :фазы несущей: 0.00 у. и 0.00 У. ампл. несущей: 25.13 у.пространств, фазы: 0.00 у. ампл. простр. гарм.: 0.00 У.

172. Результаты расчетов погрешности с Р(0,9), в у.:

173. С осреднением по всей совокупности;; 0.6704 0,6676 0.0347

174. Макс, погреши, измерения (доверит,., Р=0. S) по из мер. углу;; —0 . Э20 Макс, погр. модели (относ:,, довер. , Р~0. 9) по из мер. углу: 6.1119J1. Число фаз п= 4

175. О.5643 О.5251 О.4714 О.4662 О„4920 5516 6015 О„63051. С осреднением по 0. 21577