Преобразователь сигнала сельсин-датчика Опции

[Saryach]

Имеется двухотсчетная система из двух сельсин датчиков, вращаемых с помощью мотора, на датчик подается опорный сигнал и со статора датчика снимается трехфазный сигнал, требуется получить цифровой код угла поворота датчика. Возможнен вариант использования микросхем от AnalogDevice типа AD2S90, или преобразование трех фаз в формат СКВТ и т.д., хотелось бы прояснить следующие вопросы:

1) существуют ли российские аналоги микросхем типа AD2S90, какие????

2) Способы преобразования трех фаз в формат СКВТ (к примеру трансформатор Скотта), хотелось бы прочитать поподробнее ???

3) Возможные способы преобразования сигналов сельсин-датчиков, способы реализации???

Заранее спасибо !!

[Zoro]

Делал для сельсина(2 года назад) свой перобразователь использовал 2 фазы..
использовал стандартный фход AVR но скорость изменения положения маленькая.. и необработанность алгоритма... математика. короче работает но глючит.. далее AD2S90 и оптья же AVR работает все ок... алгоритм первого метода надо поискать..., с вторым и сам понять сможешь та все просто...
1) нет в продаже не встречал, но в авиатехнике встречал гибридную микросхему сельсин-аналог... обазначение чисто цифри...
2) а зачем тебе 3 фазы? когда можно 2мя обойтись... внимательно посмотри даташины... на AD (кстати прийду на работу поищу там есть более спец микрухи с премерами подключения сельсинов)
3) в конце понедельника постараюсь все выложить...

[Yura_K]

У меня тоже есть такая же проблема. Российских микросхем не встречал. Сами решали проблему по другому (ксати как и Zoro на AVR), нежели как в м/схемах от AD, но получалась внушительная задержка в получении угла, да и шумы в выходном коде довольно большие. Поэтому сейчас пытаюсь разобраться в принципе работы следящих конверторов (как у AD), ниже прикладываю ссылку на файл. Второй файл - про преобразование 3-х фаз в 2 фазы.
P.S. Если чего разберетесь - черкните пару строк, а то я сам чего-то застрял.
Про следящие конверторы

Прикрепленные файлы

 50205505838923AN252.pdf ( 306.78 килобайт ) Кол-во скачиваний: 331

 

[slog]

А может AD2S1200 лучше? Я их в Элтехе покупал, были в наличии. Но они не дешёвые.

[Stanislav_S]

Делали такой девайс на одном AVR и 3 операционниках Вычисление угла чисто програмно.

[slog]

Делали такой девайс на одном AVR и 3 операционниках Вычисление угла чисто програмно.

Ну и какое получилось разрешение в градусах и максимальная скорость вращения сельсина?

[Stanislav_S]

Ну и какое получилось разрешение в градусах и максимальная скорость вращения сельсина?

Разрешение 0,2 градуса, скорость вращение низкая, примерно 1 оборот за сек.

[deemon]

А вот интересно , что теоретически лучше для сельсина - подавать на обмотки статора напряжения с фазовым сдвигом , получая "вращающееся поле" , как в моторах , и мерять фазу на обмотке ротора , или же наоборот - подавать синус на ротор , мерять с помощью АЦП напряжения на обмотках статора , и вычислять угол по формулам тригонометрии ? Первый метод не требует АЦП и процессора - теоретически меньше источников ошибок , но зато больше зависит от стабильности фазовращателей в цепях обмоток статора .........

[Yura_K]

Разрешение 0,2 градуса, скорость вращение низкая, примерно 1 оборот за сек.

Если не жалко поясните алгоритм, пожалуйста.

А вот интересно , что теоретически лучше для сельсина - подавать на обмотки статора напряжения с фазовым сдвигом , получая "вращающееся поле" , как в моторах , и мерять фазу на обмотке ротора , или же наоборот - подавать синус на ротор , мерять с помощью АЦП напряжения на обмотках статора , и вычислять угол по формулам тригонометрии ? Первый метод не требует АЦП и процессора - теоретически меньше источников ошибок , но зато больше зависит от стабильности фазовращателей в цепях обмоток статора .........

Вроде как амплитудный метод имеет большую точность чем фазовый, хотя я не проверял.

[bve]

В моей практике делали так: оцифровывали сам синус накачки, синусную и косинусные составляющие.
Затем на периоде синуса накачки отбирался положительный максимум и запоминались
соответствующие ему отсчеты синусной и косинусной составляющих. Затем производилось
вычисление арктангенса их отношения.
Подводные камни - зашумленность сигналов, неравенство максимумов амплитуд составляющих.
от зашумленности избавлялись фильтрацией всех трех сигналов, амплитуды выравнивали подстройкой на резисторах.
Как вариант можно предложить генерировать самому частоту накачки в виде меандра ( все равно сгладится на обмотке ) и защелкивать в АЦП синусную и косинусную составляющие в момент "середины"
положительного полупериода. Экономия - АЦП и фильтр.

[Saryach]

В книге Догмачева В.Г. "Схемотехника цифровых преобразователей перемещений" в главе 17.4 описан вариант построения преобразователя без приведения трех фаз в формат СКВТ. Может кто-то пользовался и разбирался с этим методом, если использовали, то интересует следущие вопросы

1) Что представляет собой фазочувствительный выпрямитель и на чем он построен???

2) Непонятен второй этап определения угла, если можно поясните на примере!

ТО Stanislav_S: объясните принцип построения вашего девайса!!!

Сообщение отредактировал Saryach - Apr 16 2007, 21:32

[Stanislav_S]

ТО Stanislav_S: объясните принцип построения вашего девайса!!!

К сожалению программу писал другой человек - мой шеф (я железом занимался ), а он сейчас отсутствует , поэтому алгоритма я толком не помню (давно было), но там угол вычисляется тригонометрически. В общем шеф появится спрошу у него по подробнее.

[slog]

Где-то читал что сельсин можно питать и кривым синусом или вообще меандром. Подробностей не помню.

[filchef]

Имхо фазовы сдвиг проще померит при этом точност отчета которы нужен можем задать а не как при амплитудной - какая получится - делал такой уред давно - принцип - счетны - разлика фаз запускает и остоновляет генератор импулсов - частота генератора и определяет точност с которая мы желаем отчет делат - обычно задается на порядок выше чем неоходимо - брой импулсов пропорционален фазовым сдвигом - показания счетчиков обработоютса контролером - при этом скорост вращения не участвует и может быт любой.


Конечно генератор импулсов кварцего стабилны и ураляются броячи а не сам генератор - компараторами формируеся запускающие и останавляющие импулсы в ноль напряжения.

Сообщение отредактировал filchef - Apr 17 2007, 20:11

[Yura_K]

Где-то читал что сельсин можно питать и кривым синусом или вообще меандром. Подробностей не помню.

В принципе да, только на выходе шумы возрастают.

[Saryach]

Читали ли кто книгу Догмачева про угловые перемещения, в ней он описывает метод где сигнал преобразовывается без приведения сельсина в формат СКВТ, используя три фазы статора??? Мне он недостаточно понятен. Если нет то книга находится на http://www.planetaknig.com, токо надо зарегестрироваться.

Сообщение отредактировал Saryach - Apr 17 2007, 22:24

[Stanislav_S]

Читали ли кто книгу Догмачева про угловые перемещения, в ней он описывает метод где сигнал преобразовывается без приведения сельсина в формат СКВТ, используя три фазы статора??? Мне он недостаточно понятен. Если нет то книга находится на http://www.planetaknig.com, токо надо зарегестрироваться.

Кстати такой вопрос, зачем собственно применять сельсин? Почему нельзя применить оптический датчик? Каковы условия задачи?

[MaslovVG]

В принципе да, только на выходе шумы возрастают.

В древней на сегодня системе ЧПУ KONSBERG (конец 70-х) Сельсин(индуктосин) питается Прямоугольными синус косинусными сигналами. Амплитуда синуса и косинуса определяеся длительностью. Своеобразный шим. Сигнал с ротора фильтруется узкополосным фильтром.
Преобразователь следящий. Отличительной особенностью является то, что управляются амплитуды синуса и и косинуса чобы сигнал с ротора имел нулевую фазу. Скорость слежения несколько тысяч оборотов в минуту.

[Saryach]

Кстати такой вопрос, зачем собственно применять сельсин? Почему нельзя применить оптический датчик? Каковы условия задачи?

Обязательно применение сельсин датчиков,выходными сигналами которого являются трехфазный сигнал с обмотки статора , требуется получить цифровой код угла поворота датчика из этих трех фаз.

[MaslovVG]

Обязательно применение сельсин датчиков,выходными сигналами которого являются трехфазный сигнал с обмотки статора , требуется получить цифровой код угла поворота датчика из этих трех фаз.

Данный вид сигнала превращается в двухфазный простым сложением вычитанием.
В конце 80-х Я разрабатывал такую систему на оу и мелкой логике со счетчиками.
Основная технологическая трудность прецизионные согласующие трансформаторы.
Сейчас лучше всего применить готовые микросхемы например
http://www.analog.com/ru/subCat/0,2879,760...F0%255F,00.html
SDC1741 12-Bit Synchro-to-Digital Converter
Потребуется только устройство согласования.

[Yura_K]

2 Saryach
По поводу преобразования 3-х фаз в 2-е все очень просто:
первая фаза сельсина: V1=K*Vref*sin(Theta)
вторая фаза сельсина: V2=K*Vref*sin(Theta+120)
третья фаза сельсина: V3=K*Vref*sin(Theta+240), где Theta - угол поворота ротора сельсина
далее
используя sin(A+B )=sinA*cosB+cosA*sinB получаем
sin(Theta+120)-sin(Theta+240)=sin(Theta)*cos(120)+cos(Theta)*sin(120)-sin(Theta)*cos(240)-cos(Theta)*sin(240)=cos(Theta)*(sin(120)-sin(240))=sqrt(3)*cos(Theta), т.к. sin(120)=sin(240) отсюда
cos(Theta)=(1/sqrt(3))*(V2-V3).
2 MaslovVG

В древней на сегодня системе ЧПУ KONSBERG (конец 70-х) Сельсин(индуктосин) питается Прямоугольными синус косинусными сигналами. Амплитуда синуса и косинуса определяеся длительностью. Своеобразный шим. Сигнал с ротора фильтруется узкополосным фильтром.
Преобразователь следящий. Отличительной особенностью является то, что управляются амплитуды синуса и и косинуса чобы сигнал с ротора имел нулевую фазу. Скорость слежения несколько тысяч оборотов в минуту.

А у Вас не осталось ли схемы этого следящего конвертора? Хотелось бы узнать как он работает.

В конце 80-х Я разрабатывал такую систему на оу и мелкой логике со счетчиками.
Основная технологическая трудность прецизионные согласующие трансформаторы.

А как в этом случае реализовывалось получение кода угла?

[MaslovVG]

А у Вас не осталось ли схемы этого следящего конвертора? Хотелось бы узнать как он работает.

А как в этом случае реализовывалось получение кода угла?

1. Адрес? Отсканю вышлю. Системы до сих пор эксплуатируются.
2. В моей раработке использовались те же алгоритмы что и в микросхемах AD.
Два канала SinA*CosB и CosA*SinB Умножение на 572ПВ2, SinA и CosA Входные аналоговые фаза1 и фаза2, "B" Число с реверсивного счетчика SinB и CosB Табличные из ПЗУ, Разность каналов управляет реверсивным счетчиком. "B" Результат преобразования.

[Yura_K]

1. Адрес? Отсканю вышлю. Системы до сих пор эксплуатируются.
2. В моей раработке использовались те же алгоритмы что и в микросхемах AD.
Два канала SinA*CosB и CosA*SinB Умножение на 572ПВ2, SinA и CosA Входные аналоговые фаза1 и фаза2, "B" Число с реверсивного счетчика SinB и CosB Табличные из ПЗУ, Разность каналов управляет реверсивным счетчиком. "B" Результат преобразования.

Почта: yuramail@k66.ru
По второму пункту вопрос. После разности двух каналов получается как я понимаю sin(A-B ), то есть сигнал ошибки, дальше вроде синхронный детектор (PSD), а потом некий Frequency shaper(integrator), что это за "зверь" и для чего?

[Zoro]

MaslovVG

и мне можете? anatolpeТЯВКАmail.ru
Зарание Спасибо...

[MaslovVG]

Почта: yuramail@k66.ru
По второму пункту вопрос. После разности двух каналов получается как я понимаю sin(A-B ), то есть сигнал ошибки, дальше вроде синхронный детектор (PSD), а потом некий Frequency shaper(integrator), что это за "зверь" и для чего?

Обычно там ставится ГУН для повышения сорости слежения и устойчивости.

Zoro
Сканы выслал.

[Yura_K]

Обычно там ставится ГУН для повышения сорости слежения и устойчивости.

Zoro
Сканы выслал.

А там ГУН как раз после идет. Спасибо за сканы.

[Zoro]

MaslovVG

Спасибо, получил, мейчас разбираюсь.. интересно..

[Saryach]

1) Получиться ли оцифровать сигналы формата СКВТ sin и cos с помощью АЦП, и затем с помощью МК вычислить угол програмно ????
2) Конверторы от Analog Device оцифровывают сигнал или вычисляют угол сельсин-датчика ????
3) Есть ли российские разработки подобные AD????

[Yura_K]

2Saryach

1) Получиться ли оцифровать сигналы формата СКВТ sin и cos с помощью АЦП, и затем с помощью МК вычислить угол програмно ????

Приведите, пожалуйста, требования к системе по точности, шумам и т.д.

2) Конверторы от Analog Device оцифровывают сигнал или вычисляют угол сельсин-датчика ????

Это следящие конверторы, принцип понятен из функциональной схемы в datasheet'е.

3) Есть ли российские разработки подобные AD????

Насколько я знаю - нет.

[lebiga]

1. Адрес? Отсканю вышлю. Системы до сих пор эксплуатируются.
2. В моей раработке использовались те же алгоритмы что и в микросхемах AD.
Два канала SinA*CosB и CosA*SinB Умножение на 572ПВ2, SinA и CosA Входные аналоговые фаза1 и фаза2, "B" Число с реверсивного счетчика SinB и CosB Табличные из ПЗУ, Разность каналов управляет реверсивным счетчиком. "B" Результат преобразования.

Я делал апгрейт навигационной системы с сельсинами. Все сделал на PIC18F252, Цап DAC8043, 2 коммутотора,ОУ, компаратор. Стоимость системы очень низкая. Пошла в поток. Стоит на кораблях, "КОМПАС".
В пике таблицы и программный регистр последовательного приближения(т.е алгоритм непрямого умножения). длительность счета одной выборки - 23мкс. Tочность очень высокая. На пике еще реализовано кучу функций, настройка на разные сельсины, вывод курса на индикатор и в 485 с точностью до десятых(после запятой) градуса при 360град на оборот (там где меньше град на оборот - точность еще выше).Частота возбуждения сельсина - 50Гц, 400Гц, 500Гц. Если надо быстро - может обсудим сотрудничество?

[Saryach]

2 Yura_K:
1) Код угла должен быть 12-ти разрядным, т.е с точностью 5,2 угловых минуты. Система является двухотсчетной т.е. точность второго датчика в 36 раз выше чем первого. Требуется также "сшивка" угла из ТО и ГО.
2) Какие значения оцифрованного сигнала используются для вычисления??

[Yura_K]

2 Yura_K:
1) Код угла должен быть 12-ти разрядным, т.е с точностью 5,2 угловых минуты. Система является двухотсчетной т.е. точность второго датчика в 36 раз выше чем первого. Требуется также "сшивка" угла из ТО и ГО.
2) Какие значения оцифрованного сигнала используются для вычисления??

1) У нас была простенькая система на AVR-ке, считала угол в двухотсчетного ПТ, разрешение - 16 бит, шумы в перделах 2-х младших разрядов (использовался простой цифр. ФНЧ на той же AVR-ке). Одно только плохо - угол являлся не текущим, а с небольшой задержкой на вычисления и частота выдачи была равна опорному сигналу ПТ - 800 Гц, не более. Поэтому сами начинаем перебираться на следящие конверторы, использовали AD2S90 - замечательно! Теперь будем пробовать AD2S83, ну там только разрядность больше.
2) Это обыкновенная следящая система, на входе сигналы с сельсина, содержащие угол. Внутри в счетчике идет непрерывный подбор необходимого угла, формируются нужные сигналы, на их основе и входных сигналах вычисляется ошибка, проходит несколько звеньев и происходит необходимое изменение значения счетчика для сведения ошибки к 0.

[Saryach]

2 Yura_K: В одной из тем вы писали. что оцифровывали сигналы СКВТ sinA и cosA, затем находили соотношение sinA/cosA=tgA, и вычисляли угол как A=arctg(tgA), с вычислениями все понятно. Вопрос в том каким образом оцифровывали сигналы с СКВТ, и какие значения использовали для рассчетов, я так понимаю находили мах значения амплитуды сигнала переменного напряжения? Можно ли поподробнее об оцифровке этих сигналов?

[Yura_K]

2 Yura_K: В одной из тем вы писали. что оцифровывали сигналы СКВТ sinA и cosA, затем находили соотношение sinA/cosA=tgA, и вычисляли угол как A=arctg(tgA), с вычислениями все понятно. Вопрос в том каким образом оцифровывали сигналы с СКВТ, и какие значения использовали для рассчетов, я так понимаю находили мах значения амплитуды сигнала переменного напряжения? Можно ли поподробнее об оцифровке этих сигналов?

Оцифровывали следующим образом: поочередно снимали с встроенного в МК АЦП сигналы sinA*sinREF и cosA*sinREF. Таким образом получали буфер значений, которые умножали с накоплением на sinREF. Получали две суммы, в которых содержалась информация о sinA и cosA, потом делили сумму с sinA на сумму с cosA. Сам сигнал опоры sinREF формировал МК, в том же прерывании АЦП.