Динамические погрешности растровых датчиков

Используя закон электромагнитной индукции, из выражения (7.25) найдём значение для выходного сигнала растрового датчика:

. (7.26)

Питание разработанных растровых преобразователей осуществляется стабилизированным током. Питание от генератора тока применено с целью устранения влияния температурных колебаний. Все обмотки возбуждения соединены последовательно-согласно. Генератор тока формирует ток:

, (7.27)

где - максимальное значение тока.

Магнитную проводимость рабочего зазора для полюсного деления представим в виде:

. (7.27)

Магнитодвижущую силу полюсной секции с учётом (7.27) выразим следующим образом:

, (7.28)

где - число витков обмотки возбуждения.

После дифференцирования выражений (7.27) и (7.28) согласно уравнению (4.24) с учётом равенства (4.18) получим выражение для выходного сигнала:

.

Анализ этого выражения показывает, что выходной сигнал состоит из трёх составляющих: ,

где - постоянная составляющая для

- трансформаторная ЭДС, являющаяся информационным сигналом;

- генераторная ЭДС, амплитуда которой пропорциональна скорости вращения вала.

Генераторная ЭДС является источником динамической погрешности. Она сдвигает фазу выходного сигнала. Для оценки этого сдвига представим

. (7.29)

Несложно показать, что при этом

, (7.30)

. (7.31)

Учитывая (7.29), (7.30) и (7.31), получаем:

(7.32)

Генераторная ЭДС сдвигает все выходные сигналы на одинаковый фазовый угол, следовательно, все границы смены кодов также смещаются одинаково, что не может уменьшить величину кванта шкалы и, следовательно, не может повлиять на точность обработки сигналов в электронном блоке.

Абсолютное значение динамической погрешности для одного периода:

. (7.33)

Отнеся это значение к угловому размеру кванта шкалы, получим выражение для относительной динамической погрешности растрового датчика:

, (7.34)

где n - число считывающих обмоток датчика.

Окончательное выражение динамической погрешности для растрового датчика угловых перемещений с учётом (7.26) выразим следующим образом:

(7.35)

Для растрового трансформаторного датчика линейных перемещений выражение (7.35) будет иметь следующий вид:

, (7.38)

где Q - шаг винтовой канавки штока.

Выражения (7.35) и (7.36) дают возможность оценить связь между конструктивными, схемными и метрологическими показателями.

Анализ выражения (7.33) позволяет заметить, что при =0 динамическая погрешность от генераторной ЭДС отсутствует, что используется при построении схемы обработки, в которой опрос сигналов со считывающих обмоток осуществляется в моменты прохождения тока возбуждения через нуль.

Другие стьтьи в тему

Разработка узкополосного частотно-модулированного приемника
Радиосистемы различного назначения, от простейших радиотелефонов до компьютерных радиосетей, пользуются всё большим успехом у пользователей во всём мире. После нескольких десятилетий развития теории и техники радиосистем значительно выросли скорость и качество коммуникационных услуг п ...

Расчет схемы двухканального блока питания управляющего устройства
Блок питания (БП) - устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменное напряжение сети 220 В частотой 50 Гц (для России, в других странах используют иные уровни и частоты) в ...