Средства контроля параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.01, кандидат наук Доросинский, Антон Юрьевич

• Доросинский, Антон Юрьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Доросинский, Антон Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АЦП ВТ

1.1 Описание и оценка уровня точности одноотсчетных преобразователей «угол-параметр-код»

1.2 Анализ современного состояния и проблемы в области контроля параметров АЦП ВТ

1.3 Исследование структур имитаторов сигналов СКВТ

1.4 Перспективы использования имитаторов сигналов СКВТ при контроле параметров АЦП ВТ

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ, ФОРМИРУЮЩИХ СИГНАЛЫ СКВТ И СПОСОБОВ НОРМИРОВАНИЯ ИХ ПОГРЕШНОСТИ

2.1 Теоретическое обоснование возможности нормирования погрешности средств, формирующих сигналы СКВТ, в угловых единицах

2.2 Имитатор сигналов СКВТ, построенный на принципах, аналогичных балансной модуляции, и способ нормирования его погрешности

2.3 Возможности и функциональные ограничения при формировании сигналов СКВТ на основе принципов, аналогичных балансной модуляции, а также способы нормирования погрешности

2.4 Совершенствование структур имитаторов сигналов СКВТ, построенных на основе пассивных масштабирующих устройств и способов нормирования его погрешности

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК И АЛГОРИТМОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОГРЕШНОСТИ ИМИТАТОРОВ СИГНАЛОВ СКВТ

3.1 Алгоритм получения экспериментальных данных при определении погрешности имитатора сигналов СКВТ, построенного на двух индуктивных

делителях

3.2 Методика обработки данных при определении погрешности имитатора сигналов СКВТ, построенного на двух индуктивных делителях

3.3 Теоретическое обоснование и экспериментальная проверка методики определения погрешности имитатора сигналов СКВТ, построенного на двух индуктивных делителях

3.4 Алгоритм и методика определения погрешности имитаторов сигналов СКВТ с использованием эталонного имитатора

Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АЦП ВТ

4.1 Техническая реализация имитатора сигналов СКВТ на основе принципов, аналогичных балансной модуляции

4.2 Способы получения преобразователей с тесной индуктивной связью в составе имитаторов сигналов СКВТ

4.3 Разработка программного обеспечения и алгоритмов контроля параметров АЦП ВТ

4.4 Разработка программно-аппаратного комплекса для контроля параметров АЦП ВТ и его экспериментальное исследование

Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Алгоритмы контроля параметров АЦП ВТ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Экспериментальные характеристики имитатора

построенного на принципах аналогичных балансной модуляции

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Сведения о внедрении

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Средства контроля параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Современные тенденции и подходы к построению систем телеметрического контроля и управления угловым положением объектов связаны с использованием преобразователей перемещений типа «угол-параметр-код», где в качестве первичного датчика применяются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), а в качестве вторичных - схемы АЦП, преобразующие сигналы вращающихся трансформаторов в код (АЦП ВТ). Оба устройства являются функционально завершенными и имеют свои метрологические и технические характеристики, подлежащие нормированию, измерению и контролю.

В связи с тенденцией к интенсификации производства и повышению технических и метрологических характеристик датчиков углового положения существует необходимость в исследовании данных устройств, а также повышении уровня их метрологического обеспечения, которые неразрывно связаны с применением средств измерений, обладающих более высоким уровнем технических, эксплуатационных и метрологических характеристик.

Наиболее актуальны данные аспекты в вопросах контроля параметров АЦП ВТ, принимающих информацию от первичных датчиков углового положения и преобразующих ее в цифровой эквивалент. Это связано с тем, что в существующих нормативно-технических документах регламентированы методы контроля погрешности АЦП ВТ, нацеленные на применение в измерениях «эталонных» первичных преобразователей, не существующих в строгом смысле этих терминов.

Такой подход имеет ряд недостатков, связанных с высокой трудоемкостью самих методов контроля из-за необходимости использования большого количества вспомогательного и контрольно-измерительного оборудования, отсутствием возможности автоматизации данного процесса и низкой точностью. Эти недостатки можно устранить путем контроля параметров АЦП ВТ с помощью методов, ориентированных на использование имитаторов сигналов СКВТ,

построенных, в свою очередь, на основе измерительных генераторов электрических сигналов.

Большой вклад в совершенствование преобразователей «угол-параметр-код» и развитие методов их анализа внесли В. Г. Домрачев, Б. С. Мейко, Дж. Вульвет, В. В. Алексеев, В. М. Домрачев и другие отечественные и зарубежные ученые.

В то же время использование имитаторов сигналов СКВТ как в виде самостоятельных устройств, так и в составе средств контроля параметров АЦП ВТ требует решения задач, направленных на предъявление к ним требований по точности, совершенствование структур, а также совершенствование методик оценки точности.

Актуальность решения данных задач и обусловила постановку работы.

Цель диссертационной работы заключалась в совершенствовании средств контроля параметров АЦП ВТ и методик оценки их точности.

Поставленная в работе цель достигалась решением следующих задач:

1) анализ и математическое описание преобразователей «угол-параметр-код» с целью выделения параметров выходных сигналов СКВТ, влияющих на точность преобразования АЦП ВТ;

2) получение уточненного аналитического выражения, устанавливающего взаимосвязь между отклонениями от номинальных значений параметров выходных сигналов СКВТ и суммарной угловой ошибкой, вызванной их влиянием при преобразовании угла в код;

3) совершенствование структур и способов построения средств, имитирующих электрические сигналы СКВТ, с целью автоматизации, унификации и повышения точности контроля параметров АЦП ВТ;

4) совершенствование алгоритмов и методик определения погрешности средств, формирующих электрические сигналы СКВТ;

5) создание программно-аппаратного комплекса, предназначенного для контроля параметров АЦП ВТ и обладающего более высоким уровнем функциональных и метрологических характеристик.

Методы исследования

Для решения поставленных задач применялись методы теории автоматического управления, теории электрических цепей и сигналов, теории погрешностей, методы спектрального анализа, элементы численных методов и математического анализа.

Объектом исследования являются научно-технические решения в области контроля параметров АЦП ВТ, а предметом - принципы формирования сигналов СКВТ с заданной точностью.

Научная новизна

1. Получено аналитическое выражение, устанавливающее взаимосвязь между параметрами выходных сигналов СКВТ и угловой погрешностью, вызванной их влиянием, отличающееся учетом влияния фазовых отклонений сигналов СКВТ и позволяющее предъявить требования по точности к устройствам, имитирующим сигналы СКВТ.

2. Предложен и теоретически обоснован способ формирования электрических сигналов СКВТ, отличающийся использованием принципов, аналогичных балансной модуляции, позволяющий имитировать как статические, так и динамические режимы работы СКВТ.

3. Предложена методика определения погрешности средств, имитирующих сигналы СКВТ, реализованных на двух индуктивных делителях, отличающаяся оценкой взаимной нелинейности и позволяющая снизить методическую составляющую погрешности.

4. Предложен алгоритм определения погрешности средств, имитирующих сигналы СКВТ, отличающийся использованием в качестве эталонного средства имитатора сигналов СКВТ, реализованного на двух индуктивных делителях, и позволяющий оценивать как статическую, так и динамическую ее составляющую.

Практическая значимость

1. Разработан и исследован имитатор сигналов СКВТ, построенный на основе принципов, аналогичных балансной модуляции, позволяющий моделировать

различные режимы работы СКВТ, такие как неподвижное положение ротора, вращение с заданной скоростью, вращение с ускорением.

2. Разработана методика определения погрешности имитатора сигналов СКВТ, реализованного на двух индуктивных делителях, позволяющая использовать данный имитатор в качестве эталонного средства.

3. Разработана методика определения погрешности средств, имитирующих сигналы СКВТ, с помощью эталонного имитатора, позволяющая оценивать как статическую, так и динамическую погрешности.

4. Создан программно-аппаратный комплекс, позволяющий значительно расширить возможности контроля функциональных параметров АЦП ВТ.

Реализация работы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическое воплощение в разработанном на ОАО «Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов» комплексе испытательного оборудования для обеспечения производства гибридных микросхем АЦП ВТ: 427ПВ2Т и 427ПВЗ в рамках выполнения Государственного контракта № 4684 от 30.06.2003 г.

На защиту выносятся:

1) аналитическое выражение, устанавливающее взаимосвязь между значениями амплитудных и фазовых отклонений выходных сигналов по синусному и косинусному каналам и угловой погрешностью, вызванной их влиянием при имитации сигналов СКВТ;

2) способ и структура построения имитатора сигналов СКВТ, основанные на применении принципов, аналогичных балансной модуляции;

3) методика определения погрешности имитатора сигналов СКВТ, реализованного на двух индуктивных делителях, заключающаяся в оценке их взаимной нелинейности на основе метода последовательных приращений;

4) алгоритм определения статической и динамической погрешностей средств, имитирующих сигналы СКВТ, с помощью эталонного имитатора, реализованного на двух индуктивных делителях;

5) программно-аппаратный комплекс для контроля функциональных параметров АЦП ВТ в статическом и динамическом режимах.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы обсуждались на международных научно-технических конференциях «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (Пенза, 2006 г.), «Современные информационные технологии» (Пенза, 2006 г.), «Материалы для пассивных радиоэлектронных компонентов» (Пенза, 2007 г.), научно-практической конференции «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий» (Пенза, 2011 г.), международных симпозиумах «Надежность и качество» (Пенза, 2006-2012 гг.).

Публикации

По теме диссертации опубликована 21 работа, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 13 печатных работ без соавторов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, состоящего из 98 наименований, трех приложений. Диссертационная работа изложена на 150 страницах основного текста, содержит 50 рисунков и 8 таблиц.

Автор выражает благодарность руководителю, доктору технических наук В.Г.Недорезову за ценные научные консультации при подготовке материалов диссертационной работы.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АЦП ВТ

В настоящей главе описываются общие структуры построения одноот-счетных преобразователей «угол-параметр-код», выполняется анализ существующих первичных и вторичных преобразователей угла, оцениваются их точностные уровни.

Проводится анализ современного состояния и проблем в области контроля параметров АЦП ВТ.

Проводится исследование структур имитаторов сигналов СКВТ, формирующих сигналы с требуемой точностью.

Доказывается необходимость совершенствования способов и структур построения имитаторов СКВТ, а также методик оценки их точности.

Оцениваются перспективы использования имитаторов СКВТ в составе программно-аппаратного комплекса для контроля параметров АЦП ВТ.

1.1 Описание и оценка уровня точности одноотсчетных преобразователей «угол-параметр-код»

1.1.1 Описание преобразователей «угол-параметр-код»

Преобразователи перемещений в коды занимают особое место среди устройств АЦП. Основным видом аналоговой величины в преобразователях этого вида является угловое перемещение, поэтому обычно этот вид АЦП называют преобразователями угла в код. Классификация АЦП угла подробно представлена в работах [15, 18].

Специфика этого вида АЦП связана с двумя обстоятельствами:

- при построении преобразователей перемещений в коды используются самые различные физические явления, приводящие к наличию или отсутствию электрического контакта, электрического и магнитного поля, светового луча и т.д., в то время как при построении остальных видов АЦП используются только физические явления, характерные для радиоэлектронных схем;

- преобразователи перемещений в коды имеют сложную конструкцию,

из-за чего их характеристики во многом определяются совершенством технологии, в то время как у всех остальных видов АЦП, выполняемых в виде электронных схем, характеристики мало зависят от конструкции и технологии.

На данный момент существует множество различных способов, осуществляющих преобразование углового перемещения в цифровой код, на базе которых отечественной и зарубежной промышленностью выпускаются преобразователи как законченные функциональные устройства, которые строятся на основе двух классических методов аналого-цифрового преобразования: последовательного счета и считывания [11, 17, 18, 76-79].

Это обуславливается тем, что разнообразие областей применения и предъявляемых требований к АЦП угла, не позволяют строить подобные устройства на каком-либо одном универсальном физическом принципе.

Цифровые преобразователи угла (ЦПУ) являются измерительными преобразователями, поэтому от качества решения ими своих функциональных задач существенно зависят технические показатели систем управления, в которые они поставляют информацию.

Поэтому в силу тенденции непрерывного развития техники и технологии можно сформулировать основные требования, которые предъявляются при разработке и конструировании ЦПУ. Это, прежде всего, высокая точность измерения, быстродействие, надежность, помехоустойчивость информативного параметра, малые нелинейные искажения и т.д [18].

Обобщая отечественный и зарубежный опыт [15, 41, 78] развития ЦПУ можно говорить о том, что ЦПУ развиваются в двух существенно отличающихся друг от друга направлениях:

- непосредственное преобразование угла в код;

- косвенное преобразование.

Как промежуточный вариант существуют ЦПУ с комбинированным преобразованием, сочетающим оба принципа: для грубого и точного счета.

В первом случае операции преобразования подвергается непосредственно угол [59, 68]. Во втором случае измеряемый угол предварительно представляется, как правило, в виде удобного аналогового параметра, который затем

10

преобразуется в цифровой эквивалент. Отсюда очевидно, что преобразователи первой группы представляют собой единое устройство, а преобразователи второй группы - совокупность пространственно разнесенных узлов, которые в литературе именуются как преобразователи «угол-параметр-код» (УПК) [49, 52].

Современные преобразователи УПК строят на основе первичного преобразователя и аналого-цифрового преобразователя его сигналов (Рисунок 1.1).

Рисунок 1.1- Структурная схема преобразователей УПК

Первичным преобразователем (1Ш) называется устройство, воспринимающее угловое перемещение и преобразующее его в выходной сигнал (как правило, электрический), удобный для дальнейшей обработки преобразования и, если это необходимо, передачи по каналу связи на большие расстояния.

Устройство построено таким образом, что информация об угловом перемещении определяется совокупностью выходных сигналов напряжения (í/1(0),C/2(0)), информативным параметром в которых может выступать амплитуда, фаза, частота или их совокупность.

Вторичный преобразователь, в качестве которого выступает АЦП ВТ, является электронным узлом, где выходной сигнал первичного преобразователя обрабатывается по определенному алгоритму, и на выходе формируется кодовый эквивалент величины углового перемещения.

1.1.2 Описание первичных преобразователей угла

На данный момент в качестве 1111 широкое распространение получили трансформаторные датчики, которые преобразуют угловое перемещение в амплитуду или отношение амплитуд и фаз выходных сигналов переменного на-

пряжения, поскольку такой подход менее критичен к изменениям питающего напряжения и электромагнитным помехам [11, 15, 60, 77].

К таким датчикам относятся преобразователи с подвижными системами обмоток: сельсины и вращающиеся трансформаторы (ВТ) [11, 18, 77, 78, 81].

Немаловажным фактором, способствующим проведению работ по созданию цифровых преобразователей перемещения на основе сельсинов и СКВТ, является обеспечение совместимости аналоговых и цифровых систем путем использования единого первичного датчика. Для этого существуют устройства, позволяющие преобразовывать формат сигналов сельсинов в формат сигналов СКВТ, называемые трансформаторами Скотта [11, 35]. Систематизация трансформаторных датчиков представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2- Систематизация первичных трансформаторных датчиков

В результате проведенного исследования было выявлено, что в настоящее время сельсины в качестве первичных преобразователей используются редко, т. к. имеют весьма низкую точность и предполагают сложную реализацию преобразования выходного аналогового сигнала.

По этой причине большинство современных устройств АЦП ВТ ориентировано для работы с ВТ, которые представляют собой электрические машины неявнополюсного типа, имеющие, как правило, по две одинаковые взаимно перпендикулярные обмотки и предназначенные для работы в двух основных режимах: линейного и синусно-косинусного ВТ.

На данный момент линейные ВТ используются редко, поскольку линей-

ность его характеристики справедлива с точностью 0,75% в пределах изменения угла 0 от +60° до -60°, что сильно ограничивает их применение [67].

Исходя из этого, подавляющее большинство АЦП ВТ ориентировано для работы с СКВТ в качестве первичного датчика.

Схематическое изображение СКВТ и система его выходных напряжений представлена на рисунке 1.3.

Исходя из рисунка 1.3 видно, что выходные сигналы идеального СКВТ представляют собой систему модулированных сигналов, амплитуды которых изменяются по синусоидальному и косину сои дальному законам:

где А - амплитуда сигнала возбуждения СКВТ;

со - значение частоты сигнала возбуждения СКВТ; 6 - значение угла поворота вала СКВТ.

Таким образом, информация о взаимном положении ротора СКВТ относительно статора заключена в системе двухфазных сигналов. Кроме того, они способны достаточно точно функционировать в широком диапазоне воздействий: температуры, влажности, вибраций и ударов.

Первичные обмотки СКВТ называются: одна - обмоткой возбуждения, другая - квадратурной обмоткой, а вторичные - синусной и косинусной. Суще-

Рисунок 1.3 - Схематическое изображение СКВТ и системы его выходных сигналов

ио = А • зт(со?) <их=и0- этСе)

Р2 = и0 ■ СОБф)

(1.1)

ствуют также СКВТ с компенсационными обмотками обратной связи, предназначенными для компенсации основных и дополнительных погрешностей.

В режиме СКВТ обмотки ротора и статора имеют включение, представленное на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Включение обмоток СКВТ

Они уложены так, что на несущей частоте одна формирует сигнал, пропорциональный синусу угла поворота вала 0, а вторая - сигнал, пропорциональный косинусу этого угла. Таким образом, при подаче на одну из обмоток статора СКВТ переменного напряжения питания С/о с обмоток ротора, развернутого относительно статора на угол 0, снимаются выходные напряжения (1.1). При этом сопротивления Я2 и выбираются так, чтобы ток в обмотке питания оставался постоянным при любом 0 [18, 67, 78].

Являясь важнейшей составной частью цифровых преобразователей, 1111 во многом предопределяют параметры ЦПУ в целом, поскольку именно первый этап преобразования в основном определяет такие характеристики: точность, быстродействие, линейность управления и т.д [11].

Как элемент автоматики и счетно-решающих устройств СКВТ характеризуется рядом величин, определяющих возможность его применения в той или иной схеме и точность работы [15].

К величинам первой группы относятся: номинальное напряжение возбуждения, частота возбуждения, коэффициент трансформации или коэффициент передачи по напряжению, входное и выходное сопротивление, угол сдвига фазы между вторичной э.д.с. и приложенным напряжением.

Имея эти параметры, нетрудно определить любые электромагнитные величины, характеризующие работу СКВТ в схеме: потребляемые токи и мощность, выходное напряжение, оптимальную нагрузку и т. п.

Наиболее важными для СКВТ являются величины второй группы, характеризующие его точность, так как они определяют, насколько реальная машина отличается от идеализированной. К этим величинам относятся:

- погрешность отображения синусной (косинусной) зависимости;

- асимметрия нулевых точек, характеризующая неперпендикулярность обмоток статора и ротора СКВТ;

- остаточная э.д.с. в остаточных точках;

- э.д.с. квадратурной обмотки, определяемая взаимоиндукцией между перпендикулярными обмотками статора (ротора).

Кроме указанных показателей погрешности СКВТ существуют так называемые дополнительные погрешности, определяющие изменение выходной, э.д.с. при колебаниях напряжения, частоты и температуры в заданных пределах, и характеризующиеся относительным изменением коэффициента передачи [67].

Таким образом, погрешности можно разбить на две группы по их свойствам: приведенные ко входной величине и приведенные к выходной величине.

Таблица 1.1- параметры характеризующие точность СКВТ

Наименование параметра Свойство параметра Размерность

Асимметрия нулевых положений ротора Приведенные ко входу, выраженные аддитивным отклонением входного угла от номинального значения угловые градусы

Неравенство коэффициентов трансформации

Изменение нулевого положения ротора при изменении напряжения возбуждения

Изменение нулевого положения ротора при изменении температуры среды

Погрешность отображения синусной зависимости Приведенные к выходу, выраженные относительным отклонением амплитуд выходного сигнала %

Остаточная ЭДС

ЭДС квадратурной обмотки

Изменение коэффициента трансформации при изменении напряжения возбуждения

Изменение коэффициента трансформации при изменении температуры среды

В таблице 1.1 представлены параметры, характеризующие точность СКВТ, разделенные по свойствам.

На основании таблицы 1.1 математическую модель СКВТ с учетом основных влияющих параметров можно представить в виде [38]:

U2 = А-(1 + )cos(0 + Д*) ■ sin(coi + <рс)'

где 8i и 5C - относительная погрешность, приведенная к выходу, учитывающая погрешность отображения синусной зависимости, наличие остаточной ЭДС и ЭДС квадратурной обмотки, а также изменение коэффициента трансформации при изменении напряжения возбуждения и температуры среды;

У" у

As и Дс - абсолютная погрешность, приведенная к входу, учитывающая асимметрию нулевых положений ротора, неравенство коэффициентов трансформации, а также изменение нулевого положения ротора при изменении напряжения возбуждения и температуры среды;

cps и фс - фазовые погрешности по каналам синуса и косинуса, вызванные задержками выходного сигнала в цепях СКВТ относительно сигнала несущей частоты и выраженные его фазовыми сдвигами.

Для получения возможности достаточно гибкого предъявления требований к характеристикам СКВТ для тех или иных его применений необходимо создание единого подхода, который позволит выражать погрешности информативных параметров СКВТ относительно его входной и выходной величин.

С учетом того, что выходные сигналы в формате СКВТ можно представить с учетом вышеописанных погрешностей, приведенных к единицам как входной, так и выходной величины, из выражения (1.2) были получены соответствующие зависимости.

Под входной величиной понимается угол поворота, а значит, выражение для сигналов СКВТ, где погрешность приведена ко входу, записывается как:

ГС/, = А ■ sin(coi + ср,) sin(9 + AG,)

\U2 = А • sin(coi + фс) cos(9 + ЛЭС)' ^

где Д05 и Д0с - суммарные абсолютные погрешности по каналам синуса и косинуса СКВТ, приведенные к угловым значениям.

Под выходной же величиной, в свою очередь, понимается амплитуда выходных сигналов. Отсюда, систему выходных сигналов СКВТ с учетом погрешностей, приведенных к единицам выходной величины, можно записать как:

и, = [А + М5 ^тф* + ф,) этСв)

и2 =[^ + ДЛс]зт(со? + фс)со8(е)' ^ ' ^

где ААз и ААС -суммарные абсолютные погрешности по каналам синуса и косинуса СКВТ, приведенные к амплитуде выходного сигнала.

При этом погрешности ААв и ААс понимаются как величины, зависимые от угла АА3= АЛ7зт(0) и ААс= Д^7соз(0), с целью устранения противоречий, возникающих при использовании аппарата линейных преобразований в отношении нелинейных гармонических функций, где АА3 и ААС погрешности амплитуд, не зависимые от угла.

Выражения (1.3)-(1.4) целесообразно использовать при предъявлении требований к СКВТ как к формирователю входных сигналов для АЦП ВТ, так как они отражают разделение погрешностей СКВТ на амплитудные и фазовые.

В таблице 1.2 представлены аналитические выражения, устанавливающие взаимосвязь между погрешностями, приведенными ко входу и выходу, и выражения для их взаимного пересчета.

Таблица 1.2- соотношения между погрешностями СКВТ

Описание зависимости Аналитическая запись

Модель суммарной погрешности СКВТ приведенная к входной величине приведенная к выходной величине

{дес«-1о-с1Е(9)5с1+д^ |ДА5 « зт(е)5^ /1 ° + соз(е)д^ |длс » соз(е)5с1/10- зт(е)д^ '

Взаимосвязь погрешностей СКВТ приведенных ко входной и к выходной величинам Гд4 = л-соз(е)де,/10 |длс =-л-зт(е)дес/г' ^ ' }

Соотношения, представленные в таблице 1.2 полезны в том плане, что отражают характер и специфику СКВТ как первичного датчика угла [38]. 1.1.3 Анализ технических решений в области построения АЦП ВТ Среди существующих алгоритмов построения АЦП ВТ наибольшее распространение получили преобразователи амплитуда-код, наиболее эффективно

реализуемые на микроэлектронной элементной базе [11, 18, 69]. Эти преобразователи в отличие, например, от широко применяемых преобразователей фаза-код не требуют жестких ограничений на постоянство формы, амплитуды и частоты сигнала СКВТ [18].

На данный момент технологическое исполнение преобразователей амплитуда-код позволило достичь точности одноотсчетных АЦП ВТ порядка 16 разрядов. Классификация АЦП ВТ, отображающая отечественный и зарубежный опыт представлена в [18, 76].

Для достижения высокой информационной емкости и динамических характеристик подавляющее большинство современных АЦП ВТ строят на основе комбинированной структуры: старшие разряды выходного кода организуются путем пространственного кодирования фазы выходных сигналов 1111, а младшие - на основе следящих структур с применением функциональных и тригонометрических ФЦАП. Такой подход к построению АЦП ВТ преобладает в отечественной и зарубежной схемотехнике преобразователей амплитуда-код [11, 18, 34]. Структурная схема подобного преобразователя представлена на рисунке 1.5.

ц>

и,

и2

СО

□ 15 014 013

I

\АА/

и3

ФЦАГЬ

7К

иъ

/\ив

ФЦАП 2

Ж

ПЗУ!

СУС

строб1

строб2

и7

ФЧВ

и

к

ПЗУ,

РС

Аналоговый выход Скорости вращения СКВТ

ПНЧ

/

Разряды 00 012

J

Ф (код угла)

Рисунок 1.5 - Структурная схема ГИС АЦП ВТ

Данная структура построения используется практически во всех современных преобразователях АЦП ВТ.

Преобразователь построен как система "угол-амплитуда-код" следящего типа с внешней по отношению к датчику петлей обратной связи и содержит следующие функциональные узлы:

- селектор октантов (СО);

- два умножающих цифроаналоговых преобразователя ФЦАП1, ФЦАП2;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Доросинский, Антон Юрьевич, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аксененко, В. Д. Влияние неидентичности фазовых характеристик каналов на точность амплитудного преобразователя угла в код / Аксененко В.Д. // Гироскопия и навигация. 1994, № 1. - С. 76-81.

2. Алексеев, В.В. Интегральная оценка точности преобразователей угол-параметр-код и их основных составных частей / Алексеев В.В., Исаев

B.МЛ Вестник Московского государственного университета леса Лесной Вестник. №3. - 2009. - С. 121-125

3. Асиновский, Э.Н. и др. Высокоточные преобразователи угловых перемещений под общей редакцией Ахметжанова A.A. / Асиновский Э.Н., Ах-метжанов A.A., Габидулин М.А.. - М. - Энергоатомиздат. - 1986. - С. 128.

4. Ахметджанов, А. А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств / Ахметджанов А. А. - М. - Энергия. - 1975. - С. 288.

5. Ахметджанов, А. А. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией / Под ред. Ахметжанова A.A.. - М. - Энергия, 1978. -

C. 325.

6. Баканов, М.В. Информационные микромашины для следящих и счетно-решающих систем / Баканов М.В., Лыска В.А., Алексеев В.В.. - М. - Сов. радио, 1977.-С. 286.

7. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы / Баскаков С. И. -М. - Высшая школа, 1983. - С. 31.

8. Беллман, Р. Введение в теорию матриц / Беллман P. II Пер. с англ. Под ред. Лидского В.Б.. - М. - Наука, 1969. - С. - 368.

9. Вентцелъ, Е. С. Теория вероятности / Вентцель Е.С.. - М. - Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1958. - С. 464.

10. Воронин, Н. Н. Способ определения погрешностей цифровых преобразователей угла следящего типа с двухфазными датчиками угла / Воронин Н. Н. II Измерительная техника. - 2004. № 6. С. - 10-12.

11. Вульвет, Дж. Датчики в цифровых системах: Пер. с англ./ Вулъвет

7Т~ „ // TT« ~ ____л /"т л л _______________ ,__^ 1 лт г~л г\ (\Г\

Дж. Ii ПОД ред. /1рименки /±. - ivi. - сшергиашмиЗДаТ, i^öi. — ^. zuO.

12. Гитис, Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств / Гитис Э.И. - 1-е, 2-е и 3-е изд. - М. - Энергия, 1961, 1970 и 1975. - С. 376, 399, 447.

13. Грановский, В.А. Динамические измерения / Грановский В.А.\ Учеб. Пособие. - Л. - СЗПИ, 1987. - С. 86.

14. Данилов, A.A. Методы и средства оценивания нелинейности функции преобразования измерительных преобразователей / Данилов A.A.. -Пенза. - ПТУ, 2001.-С. 113.

15. Домрачее, В.Г. Цифровые преобразователи угла: Принципы построения, теория точности, методы контроля / Домрачее В.Г., Мейко B.C. - М. -Энергоатомиздат, 1989. - С. 328.

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

17. Домрачее, В. М. Структурный метод повышения точности амплитудных цифровых преобразователей угла / Домрачеев В. М., Мончак Г. Ф., Си-ницин А. П. // Измерительная техника. -1991. №7. - С. 8-10.

18. Домрачее, В. Г. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочное пособие / Домрачее, В. Г., Матвеевский В. Р., Смирнов Ю. е.. - М. - энергоатомиздат, 1987. - С. 392.

19. Доросинский, А. Ю. Алгоритм поиска координат смены кода элементов телеметрических систем / Доросинский А.Ю., Кругляков C.A.II Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп.: в 2 т. - Пенза. - Изд-во ПГУ, 2012.-Т.2. С. 416-417.

20. Доросинский, А. Ю. Классификация точностных характеристик и параметров аналого-цифрового преобразования сигналов вращающегося трансформатора /Доросинский А.Ю., Торгашин С.И., Юрков Н.К. // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: материалы междунар. науч.-практ. конф. Под ред. Увайсова С. У. - М. - МИЭМ, 2011. С. 263-266.

21. Доросинский, А. Ю. Критерии оценки информационных харак-

теристик АЦП сигналов вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю. // Современные информационные технологии: сб. ст. междунар. науч.-техн. конф. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. технолог, акад., 2006. Вып. 4. С. 50-52.

22. Доросинский, А. Ю. Метрологическое обеспечение АЦП напряжений вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю. II Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп.: в 2 т. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. Т.2. С. 281-283.

23. Доросинский, А. Ю. Модель погрешности селектора октантов АЦП сигналов синусно-косинусного вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю. II Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп.: в 2т. - Пенза. - Изд-во ПГУ, 2010. - Т. 2. - С. 323-325.

24. Доросинский, А. Ю. Определение минимальной разрядности индуктивных делителей напряжения в составе статического имитатора синусно-косинусного вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю.II Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп.: в 2 т. - Пенза. - Информ. издат. центр ПГУ, 2009.-Т. 2.-С. 192-193.

25. Доросинский, А. Ю. Проблемы метрологического обеспечения при производстве АЦП сигналов вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю. // Метрологическое обеспечение измерительных систем: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - С. 263-269.

26. Доросинский, А. Ю. Разработка программно-аппаратного комплекса измерения параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора / Доросинский А. Ю. // Современные информационные технологии: сб. ст. междунар. науч.-техн. конф. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. технолог, акад., 2006. - Вып. 4. -С. 53-55.

27. Доросинский, А.Ю. Алгоритмы и методики определения погрешности средств, имитирующих электрические сигналы синусно-косинусных вращающихся трансформаторов / Доросинский А.Ю.// XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего: науч. период, изд. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. технол. акад., 2012. - № 6. - С. 42-46.

28. Доросинский, А. Ю. Анализ и систематизация методов оценки точности аналого-цифрового преобразования сигналов вращающегося трансформатора / Доросинский А. Ю. , Торгашин С. И. , Юрков Н. К. II Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий : материалы междунар. науч.-практ. конф. Под ред. Увайсова С.У.-М.- МИЭМ, 2011. - С. 266-269.

29. Доросинский, А.Ю. Имитатор сигналов синусно-косинусного вращающегося трансформатора для проведения измерений статических характеристик микросхем АЦП ВТ следящего типа / Доросинский А. Ю. // Информационно-измерительная техника : межвуз. сб. науч. тр. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - Вып. 29. - С. 77-83.

30. Доросинский, А. Ю. Имитатор синусно-косинусного вращающегося трансформатора на основе балансной модуляции / Доросинский А. Ю. II Надежность и качество: сб. тр. междунар. симп.: в 2 т. - Пенза. - Информ. издат. центр ПТУ, 2007. - Т. 1. - С. 393-395.

31. Доросинский, А.Ю. Исследование погрешности селектора октантов АЦП сигналов синусно-косинусного вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю., Чернецов В.И. II Известия высших учебных заведений. - Поволжский регион. - Технические науки. - 2010. -№ 4 (16). - С. 123-131.

32. Доросинский, А. Ю. Исследование погрешности селектора октантов, входящего в состав АЦП сигналов синусно-косинусного вращающегося трансформатора / Доросинский А.Ю. II Измерительная техника. - 2011.-№2.-С. 29-32.

33. Доросинский, А. Ю. Методы контроля функциональных параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора в код / Доросинский А. Ю. II Информационно-измерительная техника: межвуз. сб. науч. тр. - Пенза. - Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - Вып. 30. - С. 57-61.

34. Доросинский, А. Ю. Микросхемы 427ПВ2Т и 427ПВЗ как альтернатива зарубежным аналогам при построении преобразователей перемещения / Доросинский А.Ю., Недорезов В. Г. II Материалы для пассивных радиоэлек-

тронных компонентов: тр. междунар. науч.-техн. конф. Под ред. Недорезова В. Г. . - Пенза - НИИЭМП, 2007. - С. 132-138.

35. Доросинский, А. Ю. Микросхемы аналого-цифровых преобразователей напряжений синусно-косинусного вращающегося трансформатора / Доросинский А. Ю. , Недорезов В. Г. // Мир измерений. - 2007. - № 4. - С. 54-60.

36. Доросинский, А. Ю. Определение рабочих характеристик имитатора синусно-косинусного вращающегося трансформатора на основе балансной модуляции / Доросинский А. Ю. II Надежность и качество : сб. тр. междунар. симп.: в 2 т. - Пенза. - Информ. издат. центр ПГУ, 2008. - Т. 1. - С. 540-542.

37. Доросинский, А. Ю. Программно-аппаратный комплекс измерения параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора / Доросинский А. Ю. , Недорезов В. Г. II Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2006. - № 6 (27). - С. 323-332.

38. Доросинский, А. Ю. Синтез моделей нелинейных элементов и алгоритмов анализа данных в телеметрических системах анализа информации об угловом перемещении объектов / Доросинский А. Ю., Арзуманов Ю. JI., Михеев М. Ю. II Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2012. - № 2 (22). - С. 81-95.

39. Дроздов, ЕА. Автоматическое преобразование и кодирование информации / Дроздов ЕА., Пятибратов А.П.. - М. - Советское радио, 1964. - С. 543.

40. Ермолаев, ИМ. К расчету ошибки считывания фотоэлектрических преобразователей угол-цифра. / Ермолаев ИМ., Молодых A.M.. - Приборы и системы управления, 1967, №6, С. 5.

41. Зверев, А.Е. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код / Зверев А.Е., Максимов В. П., Мясников В А.. - JI. - Энергия, 1974, 184с.

42. Зиновьев, A.JI. Введение в теорию сигналов и цепей / Зиновьев А.Л., Филллипов Л.И.. - М. - Высшая школа, 1975. - С. 39.

43. Карандеев, К. Б. Трансформаторные измерительные мосты / Каран-деев КБ. - М. - «Энергия», 1970. - С. 280.

44. Ким, В. Л. Эталонный индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л., Ройтман М.С. II Известия Томского политехнического университета. -2003,-№5 (306).-С. 88-91.

45. Кисин, А.И. Достоверный сокращенный контроль нелинейности ЦАП / Кисин А.И. II Метрология. - 1988. - №4. - С.3-8.

46. Кнут, Д. Э. Искусство программирования : в 3 т. Т. 1 : Основные алгоритмы / Кнут Д. Э.. - М. - "Вильяме", изд. дом, 2000. - С. 720.

47. Копылова, И. П. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Т.2/ Копылова И. П. // Под общ. ред., Клокова Б. К. - М. - Энергоатомиздат, 1989.-С. 688.

48. Корн, Г. Справочник по математике: Пер. с англ. / Корн Г. // Под ред. Арамановича ИГ. - М. - Наука, 1977. - С. 720.

49. Коссинский, A.B. Аналого- цифровые преобразователи перемещений / Косинский A.B., Матвеевский В.Р., Холомонов A.A.. - М. - Машиностроение, 1991. - С. 224.

50. Коссинский, A.B. Расчет погрешностей трансформаторного датчика угловых перемещений / Косинский A.B., Резян АД. //Научно-технический и производственный журнал «Датчики и системы» №11, Москва, 2007. - С. 28-30.

51. Кривенков, В. В. Автоматический контроль и поверка преобразователей угловых и линейных величин / Кривенков В. В. - Л. -Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. - С. 247.

52. Кудряшов, Б.А. Амплитудный, преобразователь «угол-код» с синус-но-косинусным вращающимся трансформатором / Кудряшов Б.А., Смирнов Ю.С., Шишков А.Б. //Измерительная техника №8, 1984. - С. 20-21.

53. Ланин, М.И. Обоснование выбора числа областей квантования в аналого-дискретных преобразователях. / Ланин М.И, Мандельштам С.М., Си-дельников В.В.. II Автоматика и телемеханика, 1963, №4. - С. 573-578.

54. Мироненко, A.B. Фотоэлектрические измерительные системы / Ми-роненко A.B. -М. - Энергия, 1967. - С.360.

55. Михеев, М.Ю. Прецизионный генератор синусоидальных колебаний. - Цифровая информационно-измерительная техника / Михеев М.Ю., Чувы-

146

кин Б.В. Межвуз. сб.науч. трудов. - Пенза - Пенз. политехи, ин-т, 1985, вып.15. -С. 131-133.

56. Новицкий, П.В. Основы информационной теории измерительных устройств / Новицкий П.В. - Л. - Энергия, Ленингр. отд-ние, 1968. - С. 248.

57. Персии, С.М. Количество информации при цифровом измерении / Персии С.М. II Измерительная техника. - 1964 . - №72. - С. 5 - 9.

58. Пиотровский, Я. Теория измерений для инженеров. / Пиотровский Я.-М.~ Мир, 1989. - С. 335.

59. Преснухина, Л.Н Фотоэлектрические преобразователи информации / Преснухина Л.Н. - М. - Машиностроение, 1974. - С. 376.

60. Преснухин, Л.Н, и др. Синусно - косинусные вращающиеся трансформаторы в преобразователях «угол-код» / Преснухин Л.Н., Бархоткин В.А., Недопекин К.К. II Электричество, 1979, №5. - С. 52-54.

61. Преснухин, Л.Н., и др. Муаровые растровые датчики и их применение / Преснухин Л.Н, Шаньгин В. Ф., Шаталов Ю.А. II Машиностроение. - М. -1969.-С. 203.

62. Рабинович, С. Г. Погрешности измерений / Рабинович С. Г. - Л. -Энергия,о 1978. - С. 262.

63. Рабинович В.И. Информационные характеристики средств измерения и контроля / Рабинович В.И., Цапенко М.П. - М. - Энергия, 1968. - С. 96.

64. Сафонов, Л. Н. Системный метод обеспечения точности измерения угловых и линейных перемещений / Сафонов Л. Н. II Измерительная техника. 1977.-№ 10.-С. 26-28.

65. Смирнов, П. Т. Цифровые фазометры / Смирнов П. Т. - Л. - Энергия, Ленингр., отд-ние, 1974. - С. 144.

66. Тарасенко, Ф.П. Введение в курс теории информации / Тарасенко ФИ. - Томск. - Изд-во ТГУ, 1977. - С. 296.

67. Хрущев, В. В. Электрические микромашины автоматических устройств / Хрущев В. В. - Учебное пособие для вузов. - Л. - «Энергия». - 1976. -С. 384.

68. A High-Precision Angle Encoder for a 10-m Submillimeter Antenna / H. Ezawa et al. // Publ. of the National Astronomical Observatory of Japan. 2001. - Vol. 6, № 2. - P. 59-64.

69. Butcher, D. A Radiation-Hardened High-Precision Resolver-to-Digital Converter (RDC) / D. Butcher, N. Nowlin, S. McEndree 11 IEEE Radiation Effects Data Workshop. 2004. - Jule. - P. 96-103.

70. Dorosinsky, A. Yu. A study of the error of the octant selector component of an analog-to-digital transducer of the signals of a sine-cosine synchro resolver / A. Yu. Dorosinsky II Measurement Techniques. - New York : Springer, 2011. - Vol. 54.-N. 2, May.-P. 150-155.

71. Error Analysis and Compensation of Multipole Resolvers / Z. Jibin et al. // Measurement Science and Technology. 1999. - № 10. - P. 1292-1295.

72. Hanselman, D. C. Resolver Signal Requirements For High Accuracy Re-solver-to-Digital Conversion / Hanselman D. С. II IEEE Transactions on Industrial Electronics. 1990. - Vol. 37, № 6. - P. 556-561.

73. Hanselman, D. C. Techniques for Improving Resolver-to-Digital Coversion Accuracy / D. C. Hanselman II IEEE Transactions on Industrial Electronics. -1991. Vol. 38, № 6. - P. 501-504.

74. Hare, B. A. Resolver Position Sensing System With Integrated Fault Detection for Automotive Applications / B. Hare, A. Hirao, A. Murray 11 Sensors 2002 : Proc. of IEEE. Los Alamitos (CA): IEEE, 2002. - Vol. 2. -P. 864-869.

75. http://www.dspnb.m/content/hilbert/hilbert.html

76. Synchro and Resolver Conversion / Edited by J. Gasking and North Atlantic Industries Inc. Ed. Group. Bohemia (NY) : NAI, 2001. - Режим доступа: www.naii.com.

77. Synchro and Resolver Engineering Handbook / Moog Inc. Blacksburg (VA): Moog, 2004. - Режим доступа: www.moog.com.

78. Synchro/Resolver Conversion Handbook / Data Device Corp. Bohemia (NY): DDC, 1999. - Режим доступа: www.ddc-web.com.

79. Thome, R. Selection of a Resolver-to-Angle Convertion Algorithm / R. Thome II IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 1986. -Vol. 35, № 3. - P. 308-312.

80. Weighted Median Filters Admitting Complex-Valued Weights and Their Optimization / G. R. Arce et al. // IEEE Transactions on Signal Processing. -2004. Vol. 52, № 10.-P. 2776-2787.

81. Zimmerman, R. Resolvers as Velocity and Position Encoding Devices / R. Zimmerman ; Control Sciences Inc. Chatsworth (CA) : CS, 2005. - Режим доступа: www.controlsciences.com. 183.

82. A.c. №1091301 (СССР). Генератор низкочастотных синусоидальных колебаний / Михеев М.Ю., Чувыкин Б.В., Акимов А.В.; Утемишев Ю.В.. -Опубл. вБ.И., 1984, № 17

83. А.с. №1100689 (СССР). Способ формирования синфазных переменных напряжений в функции угла поворота / Алексеев В.В., Горбачев ВА., Домрачее В.Г. - Опубл. В Б.И., 1984, № 24.

84. А.с. №1171954 (СССР). Генератор низкочастотных синусоидальных колебаний / Михеев М.Ю., Михотин В.Д., Чувыкин Б.В., Шляндин В. М. -Опубл. вБ.И, 1985, №29.

85. А.с. №1550546 (СССР). Устройство для преобразования кода в напряжения в форме СКВТ / Полищук С.Т., Никонов Д.Н., Осипов В.П. - Опубл. в Б.И., 1980, №24.

86. МИ 1199-86. Методические указания. ГСИ. Калибраторы и преобразователи измерительные цифрового кода в постоянное электрическое напряжение и ток. Методы проверки.

87. ГОСТ 8.009-84. ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

88. ГОСТ Р 8.563-2009. ГСИ. Методики (методы) измерений / М.: Госстандарт России, 2010

89. Пат. № 2003111932 Российская Федерация. Функциональный преобразователь кода угла в синусно-косинусные напряжения / Чернышев Д.А. -

/-ч л 1 ■% АЛЛ.»

опуол. Z/.I 1.ZU04.

90. Пат. № 2003114398 Российская Федерация. Способ определения погрешности цифровых преобразователей угла следящего типа с двухфазными датчиками угла / Воронин H.H., Домрачее В.М., Сигачев И.П., Тимашов H.A. -опубл. 20.01.2005

91. Пат. № 2007026 Российская Федерация. Устройство для измерения статической погрешности вращающегося трансформатора/ Буданов А. С., Кузнецов В.Г., Максимов В.П. - опубл. 30.01.1994

92. Пат. № 2010426 Российская Федерация. Способ измерения погрешности преобразователя угол - параметр - код с бескорпусной информационной электрической машиной и устройство для его осуществления / Алексеев В.В., Асиновский Э.Н., Скрипник А.Б., Суслов В.М., Телец АД. - опубл. 30.03.1994

93. Пат. № 2046514 Российская Федерация. Способ определения погрешности вращающегося трансформатора / Русаков Л.Г. - опубл. 20.10.1995

94. Пат. № 2246175 Российская Федерация. Функциональный преобразователь кода угла в синусно-косинусные напряжения / Чернышев Д.А. - опубл. 10.02.2005.

95. Пат. № 2310986 Российская Федерация. Функциональный преобразователь кода угла в синусно-косинусные напряжения / Чернышев Д. А. - опубл. 20.11.2007.

96. Пат. № 2359404 Российская Федерация. Устройство для измерения статической погрешности вращающегося трансформатора / Денисенко П.В., Семенов H.A. - опубл. 20.06.2009.

97. Пат. № 2362178 Российская Федерация. Устройство для измерения статической погрешности вращающегося трансформатора/ Денисенко П.В., Семенов H.A. - опубл. 20.07.2009

98. РМ 22.21.16-85. Преобразователи угол-параметр-код. Методы контроля точностных параметров и характеристик.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Алгоритмы контроля параметров АЦП ВТ

Выполняется путем исключения ошибки СКВТ из полученного результата для суммарной ошибки АЦП ВТ и СКВТ

-\-

ъ,

Оценка выполне

Подключить СКВТ кДЗУ

У

Установить на ДЗУ требуемое значение угла

\ /

N / N /

Подключение к выходу СКВТ схемы оценки его точности

Г Поаключение СКВТ | ^ ко входу АЦП ВТ \

•очности (а не для

V

V

всех значении угла

Вычисление ошибки ^ СКВТ

Вычисление суммарной ошибки СКВТ и АЦП ВТ

\ 4 \ / \

\ \ N /

Вычисление ошибки АЦП ВТ

V

V

Рисунок А.1 - иМЬ-диаграмма алгоритма анализа данных о точностных параметрах АЦП ВТ с помощью методов контроля в составе УПК

1/1 м

Рисунок А.2 - £УМ1-диаграмма алгоритма анализа данных о точностных параметрах АЦП ВТ с использованием имитатора сигналов СКВТ

Чтение кода заданного угла

V

Вычисление значений кодов 81п и соз

V

Подготовка информационны» пакетов для передачи I

\ /

Передача пакетов на имитатор

V /

Вычисление изменения угла относительно текущего

V

Установка временной задержки

Рисунок А.З - иМЬ-диаграмма алгоритма установки угла

Чтение заданного кода для АЦП ВТ подлежащего проверке

V

Соответствующего зазанному коду АЦП ВТ

Вычисление расчетного центра заданного кода

V

Выполняется изменением текущего значения угла воспроизводимого имитатором на величину равную 0.25 от значения угла

соответствующего младшему кванту выходного кода АЦП ВТ с учетом знака суммы N отклонений

N

[ Установка имитатора в I режим воспроизведения угла

V

Чтение кода с выхода АЦП ВТ М-е количество раз

Отклонения не д^я всех N равны нулю

I

Вычисление отклонения измеренного кода для всех N

Нулевые < не были пс троекратно г, алго|

Отклонения для всех N нулю

равн

Отклонения для всех N не равны

нулю после изме <ения угла поиска на значение соотш тствующее одному

ткненения 1учены при повторении мтма

Отклонения'для во :х N не равны нулю до изменения угла «иска на значение соответствующее ■ иному кванту кода I _V _

квант г кода

У

Определение нового угла для поиска

значение текущего угла, зона устойчивого кода не найдена

Нулевые отклонения были получены пр> троекратном повторена алгоритма

V_

значение текущего угла, зона устойчивого кода найдена

V

Рисунок А.4 - иМЬ-диаграмма алгоритма поиска заданного значения кода

Рисунок А.5 - иМЬ-диаграмма алгоритма нахождения начальной и конечной координат смены кода

Рисунок А.6 - £/М1-диаграмма алгоритма поиска смены кода модифицированным методом

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Экспериментальные характеристики имитатора построенного на принципах аналогичных балансной модуляции

Уровень шума по каналам синуса и косинуса: -102 дБ

V Ч л '

X ^^^ У4 ¿м

•тп»г^ г 41 Са

30 50 100 200 300 500

1К

ш

-20 -30 •40 ■50 -60 -70 -80 •90 •100 -110 -120 •130 -140

2К ЗК 5К 10К 20К ЗОК Нг

Неравномерность АЧХ по каналам синуса и косинуса

(в диапазоне от 400 до 10 кГц): ±0,1 дБ

с!В

+1 ц

|т 1. и

I ти. и

¡0.5 -1 .1 5

•Я

| о

Л

•4.5

30 50 100 200 300 500 1К 2К ЗК 5К 0К 20К ЗОК Нг

Коэффициент гармоник по каналам синуса и косинуса при имитации угла поворота вала СКВТ в 45° и частотой возбуждения 1 кГц: 0,0016 %

30 50 100 200 300 500 1К 2К ЗК 5К 10К 20К ЗОК Нг

ПРИЛОЖЕНИЕ В Сведения о внедрении

УТВЕРЖДАЮ

Акт использования результатов диссертационной работы Доросинского А.Ю.

Настоящий акт составлен в том, что опытные образцы средств, предназначенных для контроля параметров АЦП сигналов вращающегося трансформатора, успешно применяются при испытаниях микросборок 2602ПВ2П серийно выпускаемых ОАО «НИИЭМП».

Эксплуатация данных средств в условиях производства показала, что их применение позволяет существенно повысить функциональные возможности и точность контроля параметров выпускаемых микросхем АЦП сигналов вращающегося трансформатора при сокращении временных затрат, необходимых на его проведение.

Кроме того, использование, созданных в рамках данной работы, средств, позволяет повысить эффективность контроля за счет автоматизации основных операций регламентированных ГОСТ РВ 52015-2003, и снижения субъективных факторов, влияющих на достоверность результатов.

Начальник научно-производственного

комплекса по направлению тонкопленочных наборов резисторов ГИС ЦАП и АЦП

Волков Н.В.