Введение
1 Обзор принципов построения и методов коррекции метрологических характеристик оптоэлектронных цифровых преобразователей угла 12
1.1 Общая классификация и сравнительный анализ принципов построения ОЦПУ 12
1.2 Принципы конструктивной интеграции кодовых элементов с волоконно-оптическим интерфейсом
1.2.1 ВОЦПУ на основе зеркально- отражательных систем считывания.. 13
1.2.2 ВОЦПУ на основе систем считывания, работающих в проходящем свете 18
1.3 Методы коррекции инструментальных погрешностей ВОЦПУ 22
1.3.1 Коррекция погрешностей, вызванных нестабильностью излучателя и внешними воздействиями на ВОЛС 22
1.3.2 Коррекция погрешности нелинейности аналоговых сигналов в ВОЦПУ методом функиональной фильтрации 25
1.3.3 Коррекция инструментальной погрешности методом вспомогательных измерений 28
1.3.4 Коррекция дополнительных погрешностей ВОЦПУ с использованием тестового метода измерений 31
1.3.5 Кодирующие и корректирующие устройства на основе узкопосных интерференционных светофильтров 33
1.4 Выводы по главе 1 39
2 Принципы построения и алгоритмы функционирования ВОЦПУ с упреждающей коррекцией показаний 41
2.1 Принципы построения и алгоритмы функционирования ВОЦПУ с коррекцией погрешности от неравномерности ввода излучения в ВОЛС 41
2.1.1 Общая постановка задачи исследований 41
2.1.2 Анализ погрешности от неравномерности ввода излучения в ВОЛС43
2.1.3 Конструкция и алгоритмы работы ВОЦПУ с коррекцией погрешности неравномерности ввода излучения 45
2.2 ВОЦПУ с упреждающей коррекцией порогов срабатывания компараторов 49
2.2.1 Принцип построения и алгоритм функционирования ВОЦПУ с упреждающей коррекцией порогов срабатывания компараторов 49
2.2.2 Определение номеров изменяющихся разрядов в коде Грэя при смещении чувствительного элемента 53
2.2.3 Определение значений управляющих кодов ПАП
2.3 Комбинированная коррекция инструментальных погрешностей ВОЦПУ и оценка структурно-динамических требований к ЭМ ВОЦПУ 61
2.4 Определение общего быстродействия алгоритма автокоррекции ВОЦПУ и требований к разрядности ПАП и АЦП
2.4.1 Определение общего быстродействия алгоритма автокоррекции ВОЦПУ 63
2.4.2 Определение требований к разрядности ПАП 65
2.5 Выводы по главе 2 67
3 Математическое моделирование ВОЦПУ с упреждающей коррекцией 68
3.1 Постановка задачи исследований 68
3.2 Анализ пространственного взаимодействия оптических шкал с использованием формализма ЛВПР
3.2.1 Преобразование Радона при анализе изображений 70
3.2.2 Получение функции модуляции излучения с использованием формализма ЛВПР 71
3.3 Получение функции модуляции излучения на основе формализма ЛВПР с учётом инструментальных погрешностей 78
3.3.1 Определение области СЭ 79
3.3.2 Определение области кодового элемента КЭ 81 3.3.3 Вычисление функции модуляции излучения с учётом комплекса
инструментальных погрешностей 84
3.4 Ортогональное дискретное представление оптических шкал для получения функции модуляции с использованием преобразования Радона 87
3.5 Программные инструменты синтеза изображений кодовых элементов, моделирования функции преобразования и оценки метрологических характеристик абсолютных ВОЦПУ с произвольной системой кодирования информации 90
3.6 Выводы по главе 3 93
4 Анализ метрологических характеристик, конструктивно- технологические, схемотехнические особенности и результаты экспериментальных исследований ВОЦПУ 95
4.1 Метод оценки достоверности выходного кода ВОЦПУ 95
4.1.1 Способ оценки достоверности преобразования ВОЦПУ с использованием их обобщенной математической модели 96
4.1.2 Анализ погрешности контроля достоверности ВОЦПУ 100
4.2 Аппаратные основы ВОЦПУ и база проведения натурного эксперимента 103
4.2.1 Описание конструкции оптико-механического модуля преобразователя углаПУФ-ВП-8 104
4.2.2 Реализация корректирующего электронного модуля ВОЦПУ 108
4.3 Экспериментальная проверка разработанных алгоритмов и устройств 112
4.3.1 Экспериментальные исследования электронного модуля в составе преобразователя ПУФ-ВП-8 112
4.3.2 Применение разработанного КЭМ в составе двух- отсчётного ВОЦПУ 117
4.4 Экспериментальная проверка эффективности применения корректирующего блока в составе двухотсчетного преобразователя 129
4.5 Выводы по главе 4 133
Заключение и выводы по результатам работы 134
Список сокращений 136
Список использованной литературы 1
