- Tytuł:
-
Features of the angular speed dynamic measurements with the use of an encoder
Cechy pomiarów dynamicznych prędkości kątowej z wykorzystaniem enkodera - Autorzy:
-
Kukharchuk, Vasyl V.
Wójcik, Waldemar
Pavlov, Sergii V.
Katsyv, Samoil Sh.
Holodiuk, Volodymyr S.
Reyda, Oleksandr
Kozbakova, Ainur
Borankulova, Gauhar - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/2174720.pdf
- Data publikacji:
- 2022
- Wydawca:
- Politechnika Lubelska. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
- Tematy:
-
angular velocity
encoder
quantization
sampling
angular velocity measuring channel
transformational function
prędkość kątowa
enkoder
kwantyzacja
próbkowanie
kanał pomiaru prędkości kątowej
funkcja konwersji - Opis:
-
Based on the most significant features of the angular velocity dynamic measurements selected by the authors, the main phases of measuring information transformation were established, which allowed to obtain new mathematical models in the form of transformation function, equations for estimating quantization errors, analytical dependences for measuring range that are initial for modeling physical processes occurring in such digital measuring channels with microprocessor control. The process of converting an analog quantity into a binary code is analytically described, an equation for estimating the absolute and relative quantization error is obtained and a measurement range is established, which provides a normalized value of relative quantization error for angular velocity measuring channels with encoder. For the first time, the equation of sampling error was obtained, and it was proved that the limiting factor of the angular velocity measurements upper limit is not only the normalized value of quantization error, as previously thought, but also the value of sampling frequency fD. Therefore, to expand the measurement range (by increasing the upper limit of measurement), it is proposed not only to increase the speed of analog-to-digital conversion hardware, but also to reduce the execution time of software drivers for transmitting measurement information to RAM of microprocessor system. For this purpose, the analytical dependences of estimating the upper limit of measurement based on the value of the sampling step for different modes of measurement information transmission are obtained. The practical implementation of the software mode measurement information transmission is characterized by a minimum of hardware costs and maximum execution time of the software driver, which explains its low speed, and therefore provides a minimum value of the upper limit measurement. In the interrupt mode, the upper limit value of the angular velocity measurement is higher than in the program mode due to the reduction of the software driver’s execution time (tFl = 0). The maximum value of the angular velocity measurements upper limit can be achieved using the measurement information transmission in the mode of direct access to memory (DMA) by providing maximum speed in this mode (tFl = 0, tDR = 0). In addition, the application of the results obtained in the work allows at the design stage (during physical and mathematical modeling) to assess the basic metrological characteristics of the measuring channel, aimed at reducing the development time and debugging of hardware, software, and standardization of their metrological characteristics.
Na podstawie najistotniejszych cech dynamicznych pomiarów prędkości kątowej ustalono główne fazy transformacji informacji pomiarowej, co pozwoliło na uzyskanie nowych modeli matematycznych w postaci funkcji transformacji, równań do szacowania błędów kwantyzacji, analitycznych zależności dla zakresu pomiarów, które są podstawą do modelowania procesów fizycznych zachodzących w takich cyfrowych kanałach pomiarowych ze sterowaniem mikroprocesorowym. analitycznie opisano proces konwersji wartości analogowej na kod binarny Po raz pierwszy otrzymano równanie błędu próbkowania i udowodniono, że czynnikiem ograniczającym górną granicę pomiarów prędkości kątowej jest nie tylko znormalizowana wartość błędu kwantyzacji, jak sądzono wcześniej, ale także wartość częstotliwości próbkowania fD. Dlatego w celu rozszerzenia zakresu pomiarowego (poprzez zwiększenie górnej granicy pomiaru) proponuje się nie tylko zwiększenie szybkości działania sprzętu do konwersji analogowo-cyfrowej, ale również skrócenie czasu wykonania sterowników programowych do transmisji informacji pomiarowej do pamięci RAM systemu mikroprocesorowego. w tym celu uzyskano analityczne zależności górnej granicy pomiaru od wartości kroku próbkowania dla różnych trybów transmisji informacji pomiarowej. W trybie przerwania górna wartość graniczna pomiaru prędkości kątowej jest wyższa niż w trybie programu ze względu na skrócenie czasu wykonania sterownika programowego (tFl = 0). Maksymalną wartość górnej granicy pomiaru prędkości kątowej można uzyskać przesyłając informacje pomiarowe w trybie bezpośredniego dostępu do pamięci (DMA) zapewniając maksymalną prędkość w tym trybie (tFl = 0, tDR = 0). Ponadto zastosowanie uzyskanych w pracy wyników pozwala na etapie projektowania (podczas modelowania fizycznego i matematycznego) na ocenę głównych cech metrologicznych kanału pomiarowego, co ma na celu skrócenie czasu rozwoju i debugowania sprzętu, oprogramowania oraz standaryzacji ich cech metrologicznych. - Źródło:
-
Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska; 2022, 12, 3; 20--26
2083-0157
2391-6761 - Pojawia się w:
- Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł