ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Модератор: Денис Кашин

Ответить
serpl
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 12 фев 2014, 10:15

ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение serpl » 12 фев 2014, 10:30

Здравствуйте,

нас интересует датчик ЛИР-238. Его максимальные характеристики на сайте следующие: 720000 дискрет/оборот и максимальная скорость вращения вала 10000 об/мин. Значит, при максимальной скорости датчик должен выдавать импульсы с частотой 720 000 * 10 000 / 60 = 120 МГц, что явно является чрезмерно высокой цифрой, если учесть что в диаграммах выходного сигнала фронты импульсов могут быть до 100нс. Какова реальная максимальная частота выдачи импульсов с ваших фотоэлектрических энкодеров? Правильно ли я понимаю, что этот фактор всегда должен учитываться при выборе датчика?

И еще вопрос: не могли бы вы вкратце объяснить, как работает интерполяция для фотоэлектрических энкодеров? Можно просто дать ссылку на статью.

Спасибо

Dimm
Site Admin
Сообщения: 119
Зарегистрирован: 08 фев 2008, 12:02

Re: ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение Dimm » 13 фев 2014, 11:52

Добрый день!
Указанная в характеристиках изделия максимальная скорость вращения вала описывает, если так можно сказать, его механическую прочность с некоторым запасом. Рабочая же частота будет зависеть от числа периодов выходного сигнала на оборот вала датчика. Повешу здесь статью, в которой Вы найдете ответы на все заданные вопросы. ЛИР-238 можно оценивать по первой таблице.

Изображение

serpl
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 12 фев 2014, 10:15

Re: ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение serpl » 18 фев 2014, 18:10

Поясните, пожалуйста, правильно ли я понимаю таблицы: максимальная частота выходного сигнала разная для датчиков одной серии, но разной точности? т.е. для ЛИР-238 с 10000 периодов на оборот максимальная частота 800 кГц, а для более точных - 2,5 МГц? В таком случае, какова максимальная частота сигнала для датчика с 720000 дискрет на оборот? Если этот параметр так отличается от датчика к датчику, нельзя ли разместить эти данные где-нибудь непосредственно на сайте, а не только в паспорте уже купленного устройства?

Спасибо.

Dimm
Site Admin
Сообщения: 119
Зарегистрирован: 08 фев 2008, 12:02

Re: ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение Dimm » 26 фев 2014, 18:03

Для начала замечу, что под точностью принято понимать погрешность изделия, и для ЛИР-238 мы можем обеспечить 6 класс точности, т.е. погрешность в диапазоне +/- 30 угловых секунд. Вы же говорите о разрешении прибора. От увеличения числа импульсов на оборот вала точнее датчик не становится, а увеличивается лишь число дискрет выходного сигнала, представляющих угловое перемещение. Данный параметр следует подбирать исходя из требований к представлению показаний датчика. В качестве примера, датчик на 9000 импульсов/оборот (36000 дискрет/оборот) удобно применять для представления углового перемещения с ценой деления 0,01 градуса.
ЛИР-238 с лимбом на 3600 штрихов и коэффициентом интерполяции 50 (720000 дискрет/оборот) будет иметь максимальную выходную частоту 2,5 МГц. Подумаем как это можно отразить на сайте.

BelerafonL
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 01 фев 2016, 10:01

Re: ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение BelerafonL » 01 фев 2016, 10:20

Добрый день. У меня тоже возник вопрос про функцию интерполяции. Из приведенной статьи непонятно, как же именно она работает. Допустим, у меня датчик на 1000 меток с коэффициентом интерполяции 4. Значит ли это, что если крутить его очень медленно (оборот в час, скажем), то устойчивые состояния будут 4,8,12,16 меток и так далее? Как именно будет происходить переход между этими метками? Можете нарисовать график следования меток оптического диска и выхода сигнала с интерполяцией? Что происходит когда ротор останавливается? Меняет частоту вращения? Направление? Если я сделаю программную обратную связь по положению, значит ли это, если я задам положение не кратное интерполятору - скажем, 7 меток от начала (от реперной метки), то устойчивое состояние на выходе "7 меток" никогда не будет достигнуто? Датчик будет выдавать или 4 или 8, а система управления будет качаться, пытаясь достичь именно 7? По какому вообще принципу работает интерполяция? Можно узнать "на пальцах" логику работы интерполятора, чтобы не было лишних вопросов?

Также вопрос про реперную метку (индекс). Какова ширина индексной метки относительно физических меток оптического диска? Относительно виртуальных меток интерполяции? Обычно ширина индексной метки делается строго не шире одного полного периода квадратурного сигнала, чтобы микроконтроллер, обрабатывающий сигнал, мог запомнить наиболее близкий к срабатыванию реперной метки фронт квадратуры и всегда именно по нему сбрасывать счетчик меток энкодера (например, первый раз реперная метка сработала рядом с фронтом канала B "вниз", тогда микроконтроллер при детекте реперного сигнала будет ждать снова фронт B "вниз" и только по нему генерировать событие прихода индексной метки - сбрасывать счетчик). Тогда это гарантирует, что при смене направления вращения ни одна метка не потеряется и не сдвинется из-за относительно "широкой" реперной метки (пара фронтов квадратурного сигнала). Как дело обстоит с интерполирвоанным сигналом? Гарантируется ли, что индексная метка тоньше, чем период квадратурного интерполированного сигнала с самым большим коэффициентом интерполяции?

Очень странно, что такие важные вопросы не отражены в явном виде в документации. Как же строить сервопривод, если блок интерполяции - "черный ящик"?

Dimm
Site Admin
Сообщения: 119
Зарегистрирован: 08 фев 2008, 12:02

Re: ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение Dimm » 01 фев 2016, 14:13

Добрый день!
У меня тоже возник вопрос про функцию интерполяции
Постараюсь объяснить максимально просто. Оптоэлектронные датчики в большинстве своем имеют стеклянный лимб с заданным количеством Ni рисок на нем (растровая шкала) и одно окно референтной метки. Пусть для Вашей задачи необходимо применить малогабаритный датчик, диаметр корпуса которого не позволяет разместить лимб более чем с 1000 рисок, а Вам необходимо представлять информацию о перемещении с куда большим разрешением и тысячи импульсов на оборот не достаточно. Для этого и предназначен координатный интерполятор, позволяющий увеличить число импульсов на оборот в К раз, т.е. N = K*Ni = 4*1000 = 4000 имп./оборот.

Другой случай. Вам требуется получить 4000 импульсов на оборот, а среди доступных вариантов лимбов для данной модели есть только лимбы на 1000, 1024 и 5000 штрихов. Думаю, что далее логика Вам уже ясна.

При эксплуатации датчика по большому счету нет никакой разницы получены ли эти импульсы благодаря интерполятору, или же только лимбу и К = 1. Все нюансы по настройке стабильной работы датчика и соответствие заявленному диапазону допустимой погрешности - это уже наша забота как производителя. Вы заказываете датчик с требуемым числом импульсов на оборот, а виртуальные они или реальные не суть важно.
По какому вообще принципу работает интерполяция?
Честно признаюсь что не знаю. Интерполятор выполнен в виде микросхемы, которая каким-то образом обрабатывает сигналы с фотоприемников. Может быть Вам кто-то из электронщиков расскажет.
Какова ширина индексной метки относительно физических меток оптического диска?
Классический вариант - 1/4 периода измерительного сигнала. Отсюда ответ на все остальные вопросы. Метки не теряются, не сдвигаются и вообще никуда не ползают, а иначе какой в них тогда смысл.
Изображение

Денис Кашин
СКБИС
СКБИС
Сообщения: 290
Зарегистрирован: 13 фев 2008, 14:38
Контактная информация:

Re: ЛИР-238, максимальная частота импульсов

Сообщение Денис Кашин » 01 фев 2016, 18:32

Здравствуйте,
Значит ли это, что если крутить его очень медленно (оборот в час, скажем), то устойчивые состояния будут 4,8,12,16 меток и так далее?
Все значения будут устойчивыми, так как для интерполятора не важно, в каком месте между штрихами он находится. Если снимать показания только кратно 4-м импульсам, можно исключить ошибку интерполяции, но она очень мала (менее 1% от дискреты).
Датчик будет выдавать или 4 или 8, а система управления будет качаться, пытаясь достичь именно 7?
У вас инкрементный датчик, вы будете видеть все позиции. Количество импульсов на одном обороте (между референтными метками) строго равно паспортному.
Для абсолютных датчиков пропуск позиции недопустим, это является сбоем.
Для уменьшения вероятности пропуска импульса вашей системой, когда датчик стоит на границе переключения импульсов, в него введён гистерезис.
По какому вообще принципу работает интерполяция?
В инкрементных датчиках обычно применяется схема суммирования синусного и косинусного сигналов, состоящая из нескольких звеньев суммирования. Чем больше интерполяция - тем больше звеньев.
В результате суммирования двух сигналов с разной фазой получается третий - с отличной фазой. Пройдя через компараторы, синусные сигналы становятся прямоугольными, а схема определения фронтов получившегося множества сигналов выдаёт квадратурный прямоугольный сигнал на выход датчика.

В абсолютных датчиках либо стоит декодер на базе схемы определения фронтов, либо применяется аналого-цифровое преобразование синуса и косинуса и расчёт точной позиции схемой цифровой обработки сигналов.

Более подробно о методах интерполяции можно почитать на сайте нашего партнёра (англ.) http://ichaus.de/WP7_High-Precision_Interpolation

Ответить