Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Оптоэлектронные аналого-цифровые преобразователи перемещений временного типа

Диссертация: Оптоэлектронные аналого-цифровые преобразователи перемещений временного типа
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Вопросам теории и расчета аналого-цифровых преобразователей перемещений посвящены труды известных ученых: Домрачева В. Г., Преснухина Л. Н., Шаньгина В. Ф., Мироненко A.B., Конюхова Н. Е., Смирнова Ю. С., Матвеевского В. Р., Кутяниной В. Н., Рубиной В. Б., Холомонова A.A. и др. Проведено экспериментальное исследование макетного образца. Определены его рабочие характеристики. Идентифицированы… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Общая характеристика существующих типов АЦП перемещений
  • 2. Общая характеристика преобразователей перемещений фазового типа
  • 3. АЦП перемещений с преобразованием временного интервала в код
  • 4. Оптоэлектронные преобразователи перемещений
  • ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ФАЗОВОГО ТИПА
    • 1. Вывод выражения функции преобразования многомодуляторного оптоэлектронного АЦП перемещений фазового типа
    • 2. Определение источников погрешностей устройства
  • Выводы по главе 1
  • ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ
    • 1. Метод непосредственного преобразования перемещения во временной интервал
    • 2. Оптоэлектронный преобразователь перемещения во временной интервал
    • 3. Способы обеспечения свойств оптоэлектронного преобразователя перемещений во временной интервал, учитывающие специфические особенности его функционирования
  • Выводы по главе 2
  • ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВРЕМЕННОГО ТИПА
    • 1. Классификация одномодуляторных оптоэлектронных аналого-цифровых преобразователей перемещений временного типа

    § 2. Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного аналого-цифрового преобразователя перемещений временного типа последовательного считывания с синфазированием сигналов и постоянными частотами.

    § 3. Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа последовательного считывания с постоянными фазами и синхронизацией частот с помощью делителя частоты.

    § 4. Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа последовательного считывания с синфазированием сигналов и с синхронизацией частот с помощью умножителя частоты.

    § 5. Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа последовательного считывания с синфазированием сигналов и синхронизацией частот с помощью делителя частоты.

    § 6. Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа параллельного считывания с синхронизацией частот и постоянными фазами.

    § 7. Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа параллельного считывания с синхронизацией частот посредством умножителей частоты без устройства синфазирования сигналов

    § 8 Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа параллельного считывания с синхронизацией частот с помощью делителя частоты с синфазированием сигналов.

    § 9 Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа параллельного считывания со стабильными частотами с синфазированием сигналов.

    § 10 Разработка и исследование одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа параллельного считывания с коррекцией частотной погрешности методом автоподстройки.

    Выводы по главе 3:.

    ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

    § 1. Описание макета преобразователя.

    §-2.Принцип работы устройства.

    § 3. Описание устройства позиционирования (задатчика).

    § 4. Основная задача эксперимента.

    § 5. Идентификация закона распределения результатов измерений в точке Х=50.01 мкм.

    § 6. Идентификация закона распределения результатов измерений в точке ц Х=125.01 м км.

    § 7. Идентификация закона распределения результатов измерений в точке Х=200.01 м км.

    § 8. Определение рабочих характеристик устройства.

    Выводы по главе 4:.

Оптоэлектронные аналого-цифровые преобразователи перемещений временного типа (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Развитие высокопроизводительных технологических процессов и их Ф автоматизация с применением современных цифровых систем автоматики и управления требуют создания разнообразных аналого-цифровых преобразователей физических величин с расширенными функциональными возможностями [55].

В общем комплексе аналого-цифровых преобразователей физических величин важное место занимают аналого-цифровые преобразователи перемещений (АЦПП), предназначенные для преобразования линейных или угловых перемещений объекта в цифровой эквивалент и служащие для ввода аналоговой информации об объекте в различные цифровые системы автоматического управления, в том числе содержащие управляющие цифровые ЭВМ [36,37,52].

Широкое применение АЦ1111 связано с тем, что угловые и линейные • перемещения относятся к числу главных параметров, характеризующих состояние объекта. В связи с этим АЦПП широко используются практически во ^ всех системах управления движущимися объектами (самолетами, кораблями и т. д.), в системах слежения за космическими телами, в системах дальней связи и т. д. Они являются неотъемлемой частью систем управления режимом работы энергетических установок, реактивных и ракетных двигателей. АЦПП широко применяют, кроме того, в системах автоматического управления в металлургии, в машиностроении, точном приборостроении, робототехнике и многих других областях.

Поскольку АЦПП являются измерительными устройствами, то от качества % решения ими своих функциональных задач существенно зависят технические показатели систем управления, в которые они поставляют информацию. Поэтому современные тенденции развития АЦПП определяются такими требованиями, как точность и надежность их работы, широкий диапазон измеряемых перемещений, низкая чувствительность к влиянию дестабилизирующих факторов, высокое быстродействие, компактность и малая стоимость [69,71].

Вопросам теории и расчета аналого-цифровых преобразователей перемещений посвящены труды известных ученых: Домрачева В. Г., Преснухина Л. Н., Шаньгина В. Ф., Мироненко A.B., Конюхова Н. Е., Смирнова Ю. С., Матвеевского В. Р., Кутяниной В. Н., Рубиной В. Б., Холомонова A.A. и др.

Выводы по главе 4:

1) Разработан макетный образец одномодуляторного оптоэлектронного АЦП перемещений временного типа.

2) Проведено его экспериментальное исследование в результате которого Определены рабочие характеристики макета (раб. диапазон, шаг дискретности, абсолютная и относительная погрешности, дисперсия и С.К.О.).

3) Идентифицированы законы распределения результатов измерений в выбранных контрольных точках Х=50.01 мкм, Х=125.01 мкм, Х=200.01 мкм с помощью критерия Пирсона («хи-квадрат»).

4) Установлено, что законы распределения случайных погрешностей соответствуют нормальному распределению с вероятностью 0.7.0.8.

5) Проведено дополнительное измерение в точке Х=0 мкм.

6) Экспериментальные исследования макета позволили подтвердить проведенные теоретические исследования.

Заключение

 — выводы по диссертации.

• Проведен анализ существующих АЦП перемещений, в том числе проанализирован типовой многомодуляторный оптоэлектронный АЦП перемещений фазового типа.

• Предложен метод построения АЦП перемещений с непосредственным преобразованием измеряемой величины во временной интервал: разработана структурная АЦПП временного типа и обобщенная функциональная схема преобразователя перемещений во временной интервал (111ШИ), получено обобщенное выражение функции преобразования.

• Разработана функциональная схема одномодуляторного оптоэлектронного 1111ВИ, получено выражение ее функции преобразования, определены специфические особенности функционирования.

• Разработаны способы и математические выражения для обеспечения и анализа свойств ППВИ, учитывающие специфические особенности функционирования ППВИ.

• На основании разработанных методов построения одномодуляторного оптоэлектронного ППВИ и общих принципов построения АЦПП составлена классификация одномодуляторных оптоэлектронных АЦП перемещений временного типа.

• Разработаны и исследованы 9 схем одномодуляторных оптоэлектронных АЦП перемещений временного типа: получены выражения функций преобразования АЦП перемещений, в рамках линейной теории точности получены выражения погрешностей АЦП перемещений, построены временные диаграммы, которые графически иллюстрируют работу АЦП перемещений. Проведена числовая оценка максимальной относительной погрешности преобразования. Показано, что разработанные устройства не менее чем в 10 раз точнее, чем существующие.

• Построен реально действующий образец одномодуляторного оптоэлектронного АЦПП временного типа.

• Проведено экспериментальное исследование макетного образца. Определены его рабочие характеристики. Идентифицированы законы распределения погрешностей преобразования. Результаты эксперимента подтверждают теоретические исследования.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Д.В., Заварзин М. А., Орлов Е. Ю. Унифицированные датчики влажности, давления и температуры на основе пьезокварцевых резонаторов/ Промышленные АСУ и контроллеры, 2002,№ 2.
  2. М.Д., Бараночкин M.JL, Смолин О. В., Микроэлектронные фотоприемные устройства. М.: Энергоатомиздат, 1984. 208 с
  3. .Г., Голубев С. М. Справочное пособие для работников метрологических служб. М.: Изд-во стандартов, 1990, в 2х книгах, книга 1 — 582с.
  4. Э.И. и др. Высокоточные преобразователи угловых перемещений. Под. ред. A.A. Ахметжанова. М.: Энергоатомиздат, 1986. 128 с
  5. Ан П. Сопряжение ПК с внешними устройствами. М, ДМК Пресс, 2001, 320С.
  6. Аш Дж. и др. Датчики измерительных систем. М.: Мир, 1990.
  7. М.А., Косинский A.B., Элементы и устройства автоматики, М.: Высшая школа 1975.464с.
  8. Г. Д., Малинин В. В., Аналого-цифровые преобразователи. М., «Советское радио», 1980,280с.
  9. В.Г., Паламарчук А. Л., Свечников C.B., Цифровые преобразователи перемещений на основе многоэлементных фоторезисторов // Измерительная техника 1986 г. № 5, с. 14−16
  10. Ю.Богданович В. Г., Литовченко Т. Л., Многоэлементные кодовые фоторезисторы. // Оптико-механическая промышленность. 1986. № 5, с. 17−19
  11. К.В. Акустооптические преобразователи линейных перемещений (моделирование и исследование основных характеристик). Автореферат кандидатской диссертации. Уфа, 2003,16с
  12. В.А., Рыжков В. В. Математические модели погрешностей измерительных устройств// Устройства и системы автоматизированной обработки информации. -Пенза. Пенз. политех, ин-т., 1975, с. 104−114.
  13. В.А., Рыжков В. В. Метрологические и надежностные характеристики датчиков.-М.: Энергоатомиздат, 1993, — 152с.
  14. М.Вульвет Дж. Датчики в цифровых системах: Пер. с англ./ Под ред. A.C. Яроненко. М.: Энергия 1981. 200с.
  15. М.А., Матвеевский В. Р., Фазометрический растровый датчик линейных перемещений. // Устройства и системы автоматики: Труды МИЭМ. М.: 1972 Вып. 26. с. 77−80
  16. М.В., Пхакадзе О. Ш. Методы подавления помех в аналоговых измерительных системах. //Практика и теория эксперимента. 1980. № 4.
  17. Гельман М. М, Системные аналогово-цифровые преобразователи и процессоры сигналов, М.: Мир, 2003, 559с,
  18. Э.И., Пискунов Е. А., Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоиздат, 1981. 360с.
  19. С.Н., Основы автоматического регулирования станков с программным управлением. М., «Машиностроение», 1980, 142с.
  20. B.C., Интегральная электроника в измерительных устройствах. JL: Энергоатомиздат, Ленингр. отд. 1988 г. 304с
  21. В.М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь справочник. -М.: Изд-во стандартов, 1990,240с.
  22. Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных: пер. с англ. М.: Мир, 1980. — 610 с.
  23. В.Г., Мейко Б. С., Цифровые преобразователи угла. М., Энергоатомиздат, 1984, 328с.
  24. В.Г., Смирнов Ю. С., Матвеевский В. Р., Схемотехника цифровых перобразователей пермещений: справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1987.392 с
  25. Л.К. Российская система измерений // Измерительная техника. -1993,-№ 11.
  26. .М., Сташин В. В. Микропроцессоры в цифровых системах, М., Энергия,, 192с.
  27. Е.А. Карцев, Е. В. Карцева. Датчики и приборы для измерения неэлектрических величин. Справочник Московского НТО приборостроения и метрологии. 1992 г.
  28. О.М., Прошин Е. М. Автоматический выбор диапазона измерений в цифровых приборах. //Электроизмерительные приборы. Выпуск 22. 1980 г.
  29. С.Ф. Фотоэлектрические измерительные устройства в машиностроении. М., «Машиностроение», 1965,194с
  30. Н.Е., Плот A.A., Шаповалов В. М., Оптоэлектронные измерительные преобразователи. Д.: Энергия, 1974. 184с.
  31. A.B., Принципы построения фазовых преобразователей.// Приборы и системы управления. 1975. № 3 с. 45−47
  32. В.Н., Аналого-цифровой преобразователь перемещений// Устройства и системы автоматики. Труды МИЭМ. Вып. 47. М.: Изд. МИЭМ, 1975, с. 91−99
  33. A.B., Матвеевский В. Р., Одноканальный оптоэлектронный датчик перемещений//Заводская лаборатория. 1976, № 10, с. 1258−1260
  34. A.B. и. др., Аналого-цифровые преобразователи перемещений, М.: Машиностроение, 1991. 224с.: ил.
  35. A.B., Аналоге- цифровые преобразователи. //М.: МГИЭМ, 2001.
  36. A.B., Элементы датчиков технических систем управления. //М.: МГИЭМ, 2001.
  37. A.B. Потомский С. Ю. Цифровой растровый интерполятор// Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Тезисы докладов. М.~: 2003, с. 308−310
  38. A.B., Потомский С. Ю., Холомонов A.A. Одномодуляторный оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь перемещений временного типа // Материалы 8й междунар. Научно-практической конференции «Наука сервису», МГУ сервиса, Москва 2003, с. 125−128
  39. A.B., Потомский С. Ю., Холомонов A.A. Оптоэлектронные аналого-цифровые перемещений.// НИТ, тезисы докладов XI Международной студенческой школы-семинара, М., МИЭМ, 2003, с. 182 184
  40. A.B., Потомский С. Ю., Холомонов A.A., Гущин П. В. Патент на изобретение № 2 237 358 «РАСТРОВЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР» // Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 27 сентября 2004 г. Дата публикации сведений: 27.09.2004 Бюл. № 27
  41. A.B., Потомский С. Ю., Холомонов A.A. Патент на изобретение № 2 259 603 «РАСТРОВЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР»// Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 27 августа 2005 г. Дата публикации сведений: 27.08.2005 Бюл. № 24
  42. A.B. Потомский С. Ю., Холомонов A.A., Гущин П. В. Оптоэлектронный АЦП перемещений временного типа// Научно-технический и производственный журнал «Датчики и системы» № 1, Москва, 2004, с. 7−11
  43. АС № 1 644 379 СССР, Растровый интерполятор., / A.B. Косинский, A.A. Холомонов., Бюл. № 15,23.04.1991.г.
  44. Фазовые преобразователи перемещений с использованием многоэлементных фотоприемников// Косинский A.B., Матвеевский В. Р. и др., Измерительная техника, 1990, № 9, с. 14−15
  45. В.А., Петров В. А. Закон распределения погрешностей измерений с учетом времени эксплуатации измерительных приборов. // Измерительная техника. 1992. — № 7.
  46. В.А., Ялунина Г. В., Основы метрологии: Учеб. Пособие. М.: Издательство стандартов, 1995. -280 с.
  47. Е.С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин. М.: Энергоатомиздат. 1983.
  48. В.Р., Аналого-цифровые преобразователи микроперемещений//Измерительная техника. 1978., с. 1258−1260
  49. A.B., Фотоэлектрические измерительные системы, М.: Энергия, 1967. 360с
  50. И.А. Планирование эксперимента при моделировании погрешности средств измерений. М.: Изд-во стандартов, 1989,136 с.
  51. В. А., Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи : Справочник. Корона-принт, 2003
  52. Л.Н., Шаньгин В. Ф., Муаровые растровые датчики положения и их пременение. М.: Машиностроение, 1969, 365с.
  53. Фотоэлектрические преобразователи информации// Под. ред. JI.H. Перснухина, М.: Машиностроение, 1974 г., с. 104
  54. С.Ю. Цифровой растровый интерполятор параллельного считывания // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов. МИЭМ, Тезисы докладов.М.-: 2004, с. 308−310
  55. С.Ю. Способы коррекции погрешностей в одномодуляторных оптоэлектронных АЦП линейных перемещений временного типа// НИТ, тезисы докладов XII Международной студенческой школы-семинара, М., МИЭМ, 2004, с. 103−104
  56. С.Ю. Цифровой растровый интерполятор параллельного считывания с коррекцией погрешностей // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов. МИЭМ, Тезисы докладов. М.~:МИЭМ, 2005, с.3253
  57. С.Ю. Одномодуляторный оптоэлектронный АЦП линейных перемещений временного типа с коррекцией аддитивных погрешностей// НИТ, тезисы докладов XII Международной студенческой школы-семинара, М., МИЭМ, 2005, с.314
  58. Е.И., Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М., «Наука», 1968, 288с.
  59. С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978, 432 с.
  60. H.H. Метрологическое обеспечение производства. — М.: Изд-во стандартов, 1987, 248с.
  61. М.Н. Качество измерений. Метрологическая справочная книга. Л.: Лениздат, 1987, — 295с.
  62. М.Н. Неопределенность результата измерений и доверительная погрешность результата измерений// Измерительная техника. 1994.-№ 8.
  63. В.А., Шилин В. А., Фазовые оптоэлектронные преобразователи. М.: Машиностроение, 1986,144с.
  64. Ю.П. Технические средства ввода вывода аналоговых сигналов систем сбора данных и управления на современной элементной базе. //Приборы и системы управления. № 10. 1994 г.
  65. C.B., Михотин В. Д., Методы планирования эксперимента для испытания датчиковой аппаратуры на метрологическую надежность. Пенза.: Изд-во Пенз. гос. тех. ун-та, 1996.- 184с: ил
  66. Дж. Современные датчики. Справочник. Москва: Техносфера, 2005. 592с.
  67. A.A., Разработка и исследование высокоточных аналого-цифровых преобразователей перемещений с промежуточным преобразованием в фазовый сдвиг. Автореферат кандидатской диссертации. М., 1984, 21с.
  68. М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергия, 1976.
  69. Э.И. Методические погрешности статических измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1984, — 190с.
  70. Ю.Н. Экономические базовые структуры цифровых умножителей частоты. // УСиМ. 1989 г. № 4.
  71. B.JI. Шило Популярные цифровые микросхемы. М. Радио и связь, 1988.
  72. Э.К. Широкополосный умножитель частоты. Измерительная техника № 4.
  73. Г. П. Аппаратурное определение погрешностей цифровых приборов. М.: Энергоатомиздат, 1984,128с.1. ПриложеЛе 1*Таблицыс данными сравнительного анализа схемы с компенсацией мультипликативных погрешностет
Заполнить форму текущей работой

На отлично!