Монографія містить елементи теорії вимірювального контролю таких параметрів обертального руху як кутове положення, кутова швидкість та биття Пропонуються нові математичні моделі вимірювального перетворення параметрів обертального руху в значення струму на виході позиційно-чутливого елемента і описано ці фізичні процеси системою диференціальних рівнянь, яка враховує динамічні властивості засобу контролю. Застосування розроблених засобів контролю дозволяє розширити діапазон вимірювань інформативних параметрів та підвищити вірогідність контролю. Монографія розрахована на інженерів, аспірантів та студентів вищих навчальних закладів, що спеціалізуються в галузі експериментальної інформатики. ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ..........................................................5 ВСТУП..........................................................................................................6 РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ПЕРВИННИХ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ПАРАМЕТРІВ ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ.............8 1.1. Загальна характеристика параметрів обертального руху................8 1.2. Особливості контролю параметрів обертального руху...................11 1.2.1. Контроль кутових переміщень.......................................................12 1.2.2. Контроль кутової швидкості...........................................................13 1.2.3. Контроль вібрації та биття...............................................................18 1.3. Класифікація оптичних засобів контролю параметрів обертального руху......................................................................................20 1.4. Вибір критерію оцінки ефективності вимірювальних перетворювачів...........................................................................................28 РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ЗАСОБІВ КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРІВ ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ НА ОСНОВІ МЕТОДУ ПРОСТОРОВОЇ МОДУЛЯЦІЇ...............................34 2.1. Розробка методу просторової модуляції для вимірювання параметрів обертального руху..................................................................34 2.2. Узагальнена математична модель вимірювального перетворення випромінювання в оптичній системі...............................36 2.3. Оцінка функцій впливу неінформативних параметрів...................42 2.4. Розробка математичних моделей оптико-механічного дефлектора..................................................................................................49 2.4.1. Математична модель оптико-механічного дефлектора в статичному та динамічному режимах роботи.......................................49 2.4.2. Обґрунтування вибору форми дефлектора.................................54 2.5. Математична модель засобу контролю кутових параметрів.........54 2.5.1. Розробка математичної моделі контролю параметрів обертального руху в динамічному режимі............................................54 2.5.2. Дослідження перехідної та імпульсної характеристик..............59 РОЗДІЛ 3. РОЗРОБКА ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ЗАСОБІВ КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРІВ ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ........................63 3.1. Розробка засобу контролю биття та віброперемішення.................63 3.2. Розробка засобу контролю кута повороту та кутової швидкості....................................................................................................65 3.3. Оцінка функцій впливу на процес перетворення кутових параметрів неінформативних величин....................................................68 3.4. Розробка мікропроцесорних засобів контролю параметрів обертального руху.....................................................................................71 3.4.1. Розробка структурної схеми для побудови мікропроцесорного засобу контролю параметрів обертального руху.............................................................................................................71 3.4.2. Алгоритми роботи засобу контролю параметрів обертального руху ....................................................................................72 3.4.3. Перетворення та обробка вимірювальної інформації. Виведення функції перетворення...........................................................74 3.5. Аналіз метрологічних характеристик засобу контролю кутової швидкості, кута повороту і лінійних переміщень....................76 3.5.1. Аналіз статичних метрологічних характеристик засобу контролю кута повороту..........................................................................76 3.5.2. Аналіз статичних метрологічних характеристик засобу контролю кутової швидкості..................................................................80 3.5.3. Аналіз статичних метрологічних характеристик засобу контролю биття........................................................................................83 3.5.4. Визначення верхньої і нижньої межі вимірювання параметрів обертального руху................................................................85 3.6. Аналіз похибок вимірювального перетворення..............................87 3.6.1. Похибка встановлення положення плями світла на ПЧД..........87 3.6.2. Похибка вимірювання спричинена ексцентриситетом..............88 3.6.3. Похибка квантування (похибка АЦП).........................................90 3.7. Загальна похибка вимірювання параметрів обертального руху... 92 3.8. Вірогідність контролю.......................................................................95 РОЗДІЛ 4. АПАРАТНО-ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ПРИСТРОЮ КОНТРОЛЮ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ................100 4.1. Розробка інженерної методики проектування засобу контролю.....................................................................................................100 4.2. Апаратно-програмна реалізація оптико-електронного засобу контролю параметрів обертального руху....................................112 4.2.1. Апаратна реалізація засобу контролю параметрів обертального руху....................................................................................112 4.2.2. Розробка програмного забезпечення...........................................114 4.3. Експериментальні дослідження........................................................117 4.3.1. Експериментальні дослідження похибок вимірювання кутової швидкості....................................................................................117 4.3.2. Експериментальні дослідження похибок вимірювання кута повороту............................................................................................120 4.3.3. Експериментальні дослідження похибок вимірювання лінійних переміщень................................................................................122 ЛІТЕРАТУРА.............................................................................................126