
- •Схемотехника
- •Предисловие
- •Часть первая
- •1.2. Классификация первичных преобразователей
- •Фотоэлектрические первичные преобразователи перемещений
- •2.1. Общие сведения
- •2.3.2. Растровые интерполяторы
- •2.3.3. Одноканальные растровые интерполяторы
- •2.4. Фпп считывания
- •2.4.1. Общие принципы построения
- •2.4.2. Фпп на основе многоэлементных фотоприемников
- •2.4.3. Волоконно-оптические функциональные преобразователи
- •Электромагнитные первичные преобразователи перемещений
- •3.1. Принципы построения
- •3.3. Эпп электромашинного типа
- •3.5. Токовихревые эпп
- •Емкостные и магнитострикционные первичные преобразователи перемещении
- •4.1. Емкостные преобразователи перемещении
- •4.2. Магнитострикционные преобразователи перемещения
- •Часть вторая
- •Преобразователи фаза-код прямого измерения
- •5.1. Классификация фазовых цпп
- •5.2.2. Пфк с постоянным временем измерения
- •5.3. Пфк с преобразованием частоты
- •5.4. Пфк с промежуточным преобразованием
- •5.4.1. Пфк с промежуточным преобразованием в напряжение
- •5.4.2. Пфк с промежуточным преобразованием в частоту
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Пфк с электромеханическими фсс
- •6.3. Пфк на основе цифровых фсс
- •6.4. Функциональные фазовые преобразователи
- •7.1. Коммутационные пфк
- •7.2. Многоотсчетные пфк
- •7,2.1. Общие сведения
- •7.2.2. Пфк с использованием датчиков грубого отсчета
- •7.2.3. Пфк с компенсацией погрешностей первичного преобразователя
- •7.2.4. Многоотсчетные пфк накапливающею типа
- •Фазовые преобразователи скорости и ускорения
- •8.1. Способы формирования скоростного сигнала
- •8.3. Многофункциональные фазовые преобразователи
- •8.4. Совмещенный цифровой преобразователь угла, скорости и ускорения
- •Часть третья амплитудные цифровые преобразователи перемещений
- •9.1. Формат сквт
- •9.2. Способы преобразования угла в код, основанные на интегрировании выходных напряжении сквт
- •9.3. Преобразователь на основе генератора гармонических сигналов
- •9.3.1. Особенности построения
- •9.3.2. Способы повышения быстродействия
- •9.3.3. Схемные методы повышения точности
- •9.3.4. Снижение аддитивной составляющей погрешности преобразования
- •Цпп с функциональными генераторами
- •10.2. Сравнительная оценка цпп на основе функциональных генераторов
- •10.3. Устройства выборки и хранения
- •10.4. Функциональные генераторы
- •11.1. Основные структуры построения
- •11.2. Совершенствование схемных построения
- •11.3. Снижение методической погрешности. Введение коррекции
- •11,4. Повышение быстродействия
- •12.1. Преобразователи с синусно-косинусным пзу
- •12.2. Преобразователи с тангенсным пзу
- •12.3. Преобразователи с арктангенсным пзу
- •Следящие цпп
- •13.1. Улучшение динамических показателей и компенсация погрешностей первичного преобразователя
- •13.2. Следящий цпу как замкнутая система автоматического регулирования
- •13.3 Особенности динамики следящих цпп
- •13.4. Выбор основных параметров одноотсчетного следящего преобразователя с сквт
- •14.1. Ограничения по чувствительности и точности
- •14.2. Следящий преобразователь с тангенсным фцап
- •14.3. Амплитудный цпу с переменной структурой
- •15.1. Особенности структур построения
- •15.2. Многоканальные циклические цпу с пзу
- •Часть четвертая пути совершенствования амплитудных цпп
- •Цпп с цифровыми интеграторами
- •16.1. Преобразователи с цифровыми интеграторами
- •18.2. Масштабирующие преобразователи
- •17.1. Преобразователи аргумента, синусной и косинусной функций в коды
- •17.2. Устранение методической ошибки
- •17.3. Реализация специальных преобразования
- •17.4. Функциональный преобразователь угол - код с сельсином
- •Функциональные циклические цпп на бис ацп и пзу
- •18.1. Функциональный цпу последовательного типа
- •18.2. Функциональный цпу с параллельным преобразованием
- •18.3. Функциональный последовательно-параллельный цпу
- •18.4. Совмещенный функциональный цпу
- •19.1. Преобразователь с синусно-косинусным фцап
- •19.3. Высокоточные преобразователи
- •20,1 Оценка уровня повышения разрешающей способности
- •20.2. Цпу с Синусно-косинусными и тангенсным фцап
- •20.5. Классификация амплитудных цпп
- •21.1. Методы цифровой тахометрии
- •21.2. Преобразователи скорости на основе сквт
- •21.3. Цифровой тахометр с сквт
- •22.1. Место и роль цпп в микропроцессорных системах
- •22.2. Особенности взаимодействия различны типов цпп с мп
- •22.3. Организация программной и аппаратной совместимости цпп в микропроцессорной системе
- •22.4. Алгоритмические способы коррекции цпп микроэвм
- •22.4.1. Снижение аддитивной и инструментальной составляющих погрешности
- •22.4.3. Коррекция погрешности цпп с пзу
- •Список литературы
- •Алфавитный указатель
Алфавитный указатель
Алгоритм CORDIC 275
классификация 338 многоканальные 247
— с последовательным опросом ка налов 248 с интеграторами 152, 264 аналоговыми 152 на основе генераторов гар монических сигналов 157 цифровыми 264 масштабирующие 269 развертывающего типа 275 следящие 172 —двухконтурные 324 с функциональным ЦАП 324 — повышенной разре шающей способности 325 — синусно-косинусным 326 • тангенсным 328 — двухотсчетные 312 с функциональным ЦАП 312 с использованием раз нополюсных индуктосинов 322 синусно-косинусным 312 тангенсным 314 — одноотсчетные 172 выбор параметров 228 особенности динамики 225 с компенсацией погрешности ПП 220 с переменным шагом кванто вания 218 адаптивные 242 , повышенной чувст вительности 234 — — — синусно-косинус ным 232 тангенсным 236 циклические 173 — с функциональными генерато рами 173 на основе ИМС 186 повышенного быстродей ствия 181, 186 повышенной точности 189, 193, 195 с поквадрантным преоб разованием 188, 192 — с предварительным пре образованием сигналов СКВТ Гистерезис 225 Генератор: гармонических сигналов 154 функциональный 170, 180, 226 — быстродействующий 182 Дискриминатор: направления счета 234 напряжения 19S Звено: дифракционное 14 растровое 14 интерференционное 14 Индуктосин разнополюсный 323 Интерполятор растровый; амплитудный 17 многоканальный 17 одноканальный 21, 24 фазовый 17 Метод: а втоподстройки частоты 105 «бегущей стробирующей метки» 112, 114 гетеродинного преобразования частоты 97 «двойной щетки» 128, 130 дополнительной оценки погрешности квантования 83 многоканального суммирования 84, 90 многократного нониуса 82 одновременной выборки 251 последовательных приближений 201, 214 синхронизации частот 76 скользящего усреднения 95 следящего уравновешивания 103 сокращения времени измерения 96 стабилизации частот 81 формирования ГО по показаниям ТО 123 — скоростного сигнала 13ЙР, 136 электронного нониуса 81 Методы: повышения точности схемные 164, 167 цифровой тахометрии 344, 350 Модулятор растровый: многоканальный 18 одноканальный 21, 22 Модуляция амплитудная 19, 23, 35, 65 Осциллятор цифровой 266, 274 Отсчет: грубый 123 точный 124 отражающий 14 пропускающий 14 Световод волоконный 28, 31 Система: автоматического регулирования 225 акустическая 67 микропроцессорная 359, 361, 372 следящая фазовая 103 в режиме переменного шага 106 Совместимость ЦПП и МП: аппаратурная 365, 372 программная 364, 365 Способы: коррекции алгоритмические 374, 380 повышения быстродействия 79, 181, 196 уменьшения погрешности дискретности 79, 81 Схема: включения ПЗУ 208 — УВХ 179, 203 выборка — память 173, 176 канала ТО 124, 125 согласования отсчетов 126 Тахометр цифровой 354, 359 Тракт: пьезомагнитострикционный 72 ультразвуковой 67 Усилитель: дифференциальный 114 операционный интегрирующий двухконтурный 151 Фазовращатель: бесконтактный индукционный 56, 57 с фильтром обратной последовательности 85 электромеханический 104 электронный 105 Фазовые ЦПП: классификация 75 комбинированные 117
накапливающие 123, 132, 133 с использованием датчика ГО 123, 124 с компенсацией погрешности ПП 128 циклические 124, 128
|
198 циклические с функциональными генераторами с расширенными функциональными возможностями 187 структуры построения 182 — функциональные 280 с воспроизведением разрывных или двузначных функций 292 с использованием компенсаци онного напряжения 286 — — с кодированием синусно-коси нусных функций 281 с параллельным преобразова нием 299 с переключением квадрантов 280 'С последовательно-параллель ным преобразованием 299 с ПП на основе сельсина 294 совмещенные 309, 311 с устранением методической погрешности 284, 290 — с функциональным ЦАП 202 арктангенсным ПЗУ 212 — двукратным повы шением точности 216 на стандартных ИМС 206 синусно-косинусным ПЗУ 220 тангенсным ПЗУ 209 характеристики 205 Быстродействие: амплитудные ЦПП 181, 196, 232, 321 фазовые ЦПП 79, 95, 153, 161 Волна акустическая: объемная 68 поверхностная 68, 69 Волновод: акустический 67, 72 геометрия 69 Вращающийся трансформатор: бесконтактный 52, 53
Пик-детектор 173, 176 Погрешности: аддитивная 38, 89, 168, 372 динамическая 91, ПО, 225, 380 дискретности 81, 94 инструментальная 206, 228, 322,372 квадратурная 228, 230 методическая 136, 145, 192, 354 мультипликативная 8, 9, 38 неоднозначности считывания 94 нестабильности гетеродина 97, 98 относительная 138, 139 систематическая 90, 380 случайная 72 статическая 84, 91, 380 умножающего ЦАП 241 фазовая 98, 99 частотная 72, 98 Преобразователи перемещений первичные: дифференциальные 8 емкостные 64 — фазовые 65 однофазные 65 многофазные 66 с электрической редукцией 65 классификация 7 компенсационные 9 магнитострикционные 68
многоканальные 16 одноканальные 20 электромагнитные 34
емкостно-индуктивные 62 индуктивные 63 трансформаторные 64 Преобразователи считывания: волоконно-оптические 28
принципы построения 26 Растр: измерительны» 18 индикаторный 18 комбинированные с прямым н пере-кресным подключением каналов 118 компенсационные 103
в режиме переменного шага 106 — повышенной разрешаю щей способности 107 - с автоподстройкой частоты 109 с комбинированным уп равлением 104 точного фазирования 108 — функциональные ИЗ, 117 прямого измерения 75 за один период 78 с повышенной чувст вительностью 77 с автоматической под стройкой частот 87 с использованием ми кропроцессора 79, 90 с компенсацией стати ческих погрешностей 86, 88 с коррекцией погреш ности 89, 91 синхронизацией частот 76, 79, 89 с умножителями ча стоты 78 интегрирующие 92 с амплитудной модуляцией 94, 95 с изменением частоты кван тующих импульсов 96 с суммированием времен ных интервалов 92 с преобразованием частоты 96 исключением частоты гетеродина 98 с промежуточным преобразо ванием' 100 в напряжение 100 в частоту 101, 102 угла и скорости 141 угла, скорости и ускорения 141, 148 Фазорасщепитель: импульсный 20 модулирующего сигнала 22 сигнала несущей частоты 19 Фотоприемник многоэлементный 26, 27 Цифро-аналоговый преобразователь: умножающий 183, 203, 240 фукциональный 130, 174, 205, 225
|
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 6
Глава первая. Назначение и классификация первичных преобразователей перемещений 6
Функциональное назначение первичных преобразователей ... 6
Классификация первичных преобразователей7
Глава вторая. Фотоэлектрические первичные преобразователи пере мещений 11
Общие сведения11
ФПП с перекрытием светового потока11
Растровые ФПП перемещений14
ФПП счета муаровых полос (накапливающие ФПП) . .14
Растровые интерполяторы. 17
Одноканальные растровые интерполяторы21
2.4. ФПП считывания 26
Общие принципы построения26
ФПП на основе многоэлементных фотоприемников ... 26
2.4.3. Волоконно-оптические функциональные преобразователи . . 28 Глава третья. Электромагнитные первичные преобразователи пере мещений 34
Принципы построения34
Фазовые преобразователи (фазовращателя)41
ЭПП электромашинного типа ,45
Растровые ЭПП57
ЭПП с нониусным сопряжением57
ЭПП с комбинационным сопряжением 59
3.5. Токовихревые ЭПП 61
Глава четвертая. Емкостные и магнитострикционные первичные
преобразователи перемещений' 64
Емкостные преобразователи перемещений 64
Магнитострикционные преобразователи перемещений , . . . 67
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ФАЗОВЫЕ ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ПЕРЕМЕЩЕНИИ 73
Глава пятая. Преобразователи фаза — код прямого измерения . . 73
Классификация фазовых ЦПП 73
ПФК с времяимпульсным преобразованием 74
ПФК на основе измерения мгновенного значения фазы . . 75
ПФК с постоянным временем измерения ...... 91
ПФК с преобразованием частоты 96
ПФК с промежуточным преобразованием 99
ПФК с промежуточным преобразованием э напряжение . . 100
ПФК с промежуточным преобразованием в частоту . . .101
Глава шестая. Компенсационные преобразователи фаза —код . . 103
Общие сведения103
ПФК с электромеханическими ФСС103
ПФК на основе цифровых ФСС105
Функциональные фазовые преобразователи113
Глава седьмая. Комбинированные преобразователи фаза — код . . 117
Коммутационные ПФК 117
Многоотсчетные ПФК -. 122
Общие сведения 122
ПФК с использованием датчиков грубого отсчета ... 123
ПФК с компенсацией погрешностей первичного преобра зователя ........ 128
7.2.4. Многоотсчетные ПФК накапливающего типа 132
Глава восьмая. Фазовые преобразователи скорости и ускорения 133
Способы формирования скоростного сигнала 133
Совмещенный цифровой преобразователь угла н скорости . . . 136
Многофункциональные фазовые преобразователи 141
Совмещенный цифровой преобразователь угла, скорости и уско рения 145
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. АМПЛИТУДНЫЕ ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВА ТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 149
Глава девятая. ЦПП с аналоговыми интеграторами 149
Формат СКВТ 149
Способы преобразования угла в код, основанные на интегрирова нии выходных напряжений СКВТ 152
Преобразователь на основе генератора гармонических сигналов 157
Особенности построения 157
Способы повышения быстродействия 161
I 9.3.3. Схемные методы повышения точности 164
9.3.4. Снижение аддитивной составляющей погрешности преобра зования 168
Глава десятая. ЦПП с функциональными генераторами . . . . 170
Обобщенная структурная схема 170,
Сравнительная оценка ЦПП на основе функциональных гене раторов 172
Устройства выборки и хранения 176
10.4. Функциональные генераторы 180
Глава одиннадцатая. Циклические ЦПП с функциональными ге нераторами 182
Основные структуры построения 182
Совершенствование схемных построений 186
Снижение методической погрешности. Введение коррекции . . 192
Повышение быстродействия 196
Глава двенадцатая. Циклические ЦПП с ФЦАП на основе ПЗУ 201
Преобразователи с синусно-косинусным ПЗУ 201
Преобразователи с тангенсным ПЗУ 209
Преобразователи с арктангенсным ПЗУ 212
Глава тринадцатая. Следящие ЦПП 217
Улучшение динамических показателей и компенсация погрешно стей первичного преобразователя 217
Следящий ЦПУ как замкнутая система автоматического регу лирования 221
Особенности динамики следящих ЦПП 225
Выбор основных параметров одноотсчетного следящего преобра зователя с СКВТ 228
Глава четырнадцатая. Следящие ЦПП с использованием ФЦАП 232
Ограничения по чувствительности и точности 232
Следящий преобразователь с тангенсным ФЦАП 236
Амплитудный ЦПУ с переменной структурой 242
Глава пятнадцатая. Многоканальные преобразователи .... 247
Особенности структур построения . . 247
Многоканальные циклические ЦПУ с ПЗУ252
Отображение результатов преобразования 259
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АМПЛИ ТУДНЫХ ЦПП 264
Глава шестнадцатая. ЦПП с цифровыми интеграторами 264
Преобразователи с цифровыми интеграторами 264
Масштабирующие преобразователи 269
Преобразователи развертывающего типа 275
Глава семнадцатая. Функциональные циклические ЦПП с ФКН 280
17.1. Преобразователи аргумента, синусной и косинусной функций
в коды 280
Устранение методической ошибки .284
Реализация специальных преобразований 288
Функциональный преобразователь угол —код с сельсином . . 294 Глава восемнадцатая. Функциональные циклические ЦПП на
БИС АЦП и ПЗУ296
Функциональный ЦПУ последовательного типа . . . . .296
Функциональный ЦПУ с параллельным преобразованием . . . 299
Функциональный последовательно-параллельный ЦПУ . . . 303
Совмещенный функциональный ЦПУ 309
Глава девятнадцатая. Двухотсчетные следящие ЦПП .... 312
Преобразователь с синусно-косинусным ФЦАП ..... 312
Преобразователь с тангенсным ФЦАП 314
Высокоточные преобразователи 322
Глава двадцатая. Двухконтурные следящие ЦПП 325
Оценка уровня повышения разрешающей способности . . . 325
ЦПУ с синусно- косинусными и тангенсным ФЦАП .... 326
Преобразователь с тангенсными ФЦАП 328
,20.4. ЦПУ с синусно-косинусным и линейным ФЦАП 334
. , 20.Б. Классификация амплитудных ЦПП 338
Глава двадцать первая. Амплитудные цифровые тахометры . . 344
Методы цифровой тахометрии 344
Преобразователи скорости на основе СКВТ 351
Цифровой тахометр с СКВТ 354
Глава двадцать вторая. ЦПП в микропроцессорных системах . . 359
22,2 Место и роль ЦПП в микропроцессорных системах .... 359
22,2 Особенности взаимодеимодействия различных типов ЦПП с МП . . 360
Организация программной и аппаратной совместимости ЦПП в микропроцессорной системе .... 364
Алгоритмические способы коррекции ЦПП'микроЭВМ ! ! ! 372
22.4.1. Снижение аддитивной и инструментальной составляющих погрешности 372
22.4.2. Реализация алгоритмов коррекции . . . . . 374 22.4.3- Коррекция погрешности ЦПП с ПЗУ . ... 379
заключение 381
Список литературы . 383
Алфавитный указатель 387