izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-7-24-29izmertech-1968Research ArticleЛИНЕЙНЫЕ И УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯLINEAR AND ANGULAR MEASUREMENTSОпределение достоверности кода цифровых преобразователей углаDetermination of the code reliability of digital angle convertershttps://orcid.org/0000-0002-6254-3145ПавловП. А.PavlovP. A.

Пётр Алексеевич Павлов

Санкт-Петербург

Petr A. Pavlov

St. Petersburg

pavl-petr@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSt. Petersburg electrotechnical universityRussian Federation202330082023072429Copyright © Павлов П.А., 20232023Павлов П.А.Pavlov P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1968

Рассмотрены вопросы метрологической оценки точностных характеристик цифровых преобразователей угла, предназначенных для измерения угловых параметров движения различных объектов. Показано, что в настоящее время отсутствует единый подход к такой оценке, и это обусловлено различием выходных электрических интерфейсов данных преобразователей, использующих параллельный или последовательный способ передачи кода. Отмечено, что интегральной оценкой может служить достоверность кода преобразователя. Достоверность характеризует вероятность того, что значение измеряемого угла соответствует расчётному кванту, код которого прочитан. Описан аналитический способ вычисления достоверности кода, применяемый для цифровых преобразователей угла с параллельной передачей кода. Недостаток этого способа – необходимость аппроксимации гистограммы погрешности цифрового преобразователя угла функциями распределения случайных величин. Предложен алгебраический способ вычисления достоверности кода, который лишён описанного выше недостатка аналитического способа. Установлено, что алгебраический способ вычисления достоверности кода можно использовать для преобразователей как с параллельной, так и с последовательной передачей кода. Предложена методика вычисления достоверности кода, применяемая для нахождения интегральной характеристики цифрового преобразователя угла с последовательным и параллельным интерфейсами. Показано, что для нахождения неравномерности угловой шкалы цифрового преобразователя угла с помощью динамического гониометра с инкрементным датчиком угла требуется центрирование массива измеренных значений погрешности. Полученные результаты будут полезны при калибровке цифровых преобразователей угла.

To measure the angular motion parameters of various kinds of objects, digital angle converters are widely used, which differ in the output electrical interface using a parallel or serial method of code transmission. Currently, there is no single approach to the metrological assessment of the accuracy characteristics of these digital angle converters. Such an integral assessment can be the code reliability of the converter, which characterizes the probability that the value of the measured angle corresponds to the calculated quantum, the code of which is read. Now there is an analytical method for calculating the code reliability used for digital angle converters with parallel code transmission. The article proposes an algebraic method for calculating the code reliability. Unlike the analytical method, it lacks the disadvantages of approximating the error histogram of the digital angle converters by random variable distribution functions. The conducted studies have shown that the algebraic method of calculating the code reliability can be used for the digital angle converters, with parallel and serial code transmission. It is shown that in order to fi nd the unevenness of the angular scale of the digital angle converters using a dynamic goniometer with an incremental angle sensor, it is necessary to center the array of measured error values. The results obtained can be used in measuring technology and metrology for digital angle converters calibration. They are of interest to specialists working in the fi eld of metrology of angular measurements, measuring equipment, digital angle converters manufacturers.

цифровой преобразователь угладостоверность кодапогрешность преобразованиядинамический гониометрdigital angle convertercode reliabilityconversion errordynamic goniometerработа выполнена при финансовой поддержке РНФ, грант № 20-19-00412-ПReferencesАгапов М. Ю., Бурнашев М. Н., Лукьянов Д. П. и др. Лазерные гониометрические системы для калибровки преобразователей угла // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2008. № 3. С. 55–64.Agapov M. Yu., Burnashev M. N., Lukyanov D. P., etc. Izvestiya SPbGETU “LETI”, 2008, no. 3, pp. 55–64 (In Russ.)Бурнашев М. Н., Павлов П. А., Филатов Ю. В. Разработка прецизионных лазерных гониометрических систем // Квантовая электроника. 2013. Т. 43. № 2. С. 130–138. https://elibrary.ru/ttfqbjBurnashev M. N., Pavlov P. A., Filatov Yu. V. Quantum Electronics, 2013, vol. 43(2), pp. 130–138. https://doi.org/10.1070/QE2013v043n02ABEH015045Павлов П. А., Филатов Ю. В., Бурнашев М. Н. и др. Унифицированный ряд стендов контроля параметров цифровых преобразователей угла // Сборник докладов международной научной конференции «Наука и образование: технология успеха», Санкт-Петербург, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016. С. 63–67. https://elibrary.ru/wzkcshPavlov P. A., Filatov Yu. V., Burnashev M. N., etc. Collection of reports of the international scientifi c conference “Science and Education: technology of success”, St. Petersburg, ETU “LETI” Publ., 2016, pp. 63–67 (In Russ.)Qin S.,Huang Z., Wang X. IEEE Trans. Instrum. Meas., 2010, vol. 59(3), pp. 506–511. https://doi.org/10.1109/TIM.2009.2022104Qin S.,Huang Z., Wang X. IEEE Trans. Instrum. Meas., 2010, vol. 59(3), pp. 506–511. https://doi.org/10.1109/TIM.2009.2022104Filatov Yu. V., Loukianov D. P., Probst R. Metrologia, 1997, vol. 34, pp. 343–351. https://doi.org/10.1088/0026-1394/34/4/7Filatov Yu. V., Loukianov D. P., Probst R. Metrologia, 1997, vol. 34, pp. 343–351. https://doi.org/10.1088/0026-1394/34/4/7Watanabe T., Fujimoto H., Nakayama K., Masuda T., Kajitani M. SPIE Proceedings, 2001, vol. 4401, 267. https://doi.org/10.1117/12.445630Watanabe T., Fujimoto H., Nakayama K., Masuda T., Kajitani M. SPIE Proceedings, 2001, vol. 4401, 267. https://doi.org/10.1117/12.445630Beverini N., Carelli G., Maccioni E., Pisani M., Ortolan A. Proceedings International Conference Laser Optics, LO-2014, 2014, 6886319. http://dx.doi.org/10.1109/LO.2014.6886319Beverini N., Carelli G., Maccioni E., Pisani M., Ortolan A. Proceedings International Conference Laser Optics, LO-2014, 2014, 6886319. http://dx.doi.org/10.1109/LO.2014.6886319Домрачев В. Г., Мейко Б. С. Цифровые преобразователи угла: принципы построения, теория точности, методы управления. М.: Энергоатомиздат, 1984. 328 с.Domrachev V. G., Meyko B. S. Cifrovye preobrazovateli ugla: principy postroeniya, teoriya tochnosti, metody upravleniya Moskow, Energoatomizdat Publ., 1984, 328 p. (In Russ.)Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.Levin B. R. Teoreticheskie osnovy statisticheskoj radiotekhniki, Moscow, Radio I Svyaz Publ., 1989, 656 p. (In Russ.)Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. В. Е. Привольского, А. И. Кочубинского / Под ред. И. Н. Коваленко. М.: Мир, 1989. 540 с.Bendat Julius S., Piersol Allan G. Measurement and analysis of random data, New York, Wiley, 1966, 381 р.Аникст Д. А., Константинович К. М., Меськин И. В. и др. Высокоточные угловые измерения / Под ред. Ю. Г. Якушенкова. М.: Машиностроение, 1987. 480 с.Anikst D. A., Konstantinovich K. M., Meskin I. V. et al. Vysokotochnye uglovye izmereniya, ed. Yu. G. Yakushenkov, Moscow, Mashinostroenie, 1987, 480 p. (In Russ.)Demchuk V. Yu. Journal of Optical Technology, 2006, vol. 73, рр. 617–621. https://doi.org/10.1364/JOT.73.000617Demchuk V. Yu. Journal of Optical Technology, 2006, vol. 73, рр. 617–621. https://doi.org/10.1364/JOT.73.000617Вишняков Г. Н., МинаевВ. Л., БочкареваС. С. Государственный первичный эталон показателя преломления ГЭТ 138-2001 // Измерительная техника. 2022. № 5. С. 4–9. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-5-4-9Vishnyakov G. N., Minaev V. L., Bochkareva S. S. Measurement Techniques, 2022, vol. 65, no. 5, pp. 307–314. https://doi.org/10.1007/s11018-022-02090-9

The authors declare that there are no conflicts of interest present.