Rezoluția este numărul de elemente dintr-o zonă dată. Acest termen este aplicabil multor concepte, cum ar fi:

rezoluția imaginii grafice;

rezoluția imprimantei ca dispozitiv de ieșire;

rezoluția mouse-ului ca dispozitiv de intrare.

De exemplu, rezoluția unei imprimante laser poate fi setată la 300 dpi (dot per inch - dots per inch), ceea ce înseamnă capacitatea imprimantei de a imprima 300 de puncte individuale pe inch. În acest caz, elementele imaginii sunt puncte laser, iar dimensiunea imaginii este măsurată în inci.

Rezoluția unei imagini grafice este măsurată în pixeli pe inch. Rețineți că un pixel dintr-un fișier de computer nu are o dimensiune specifică, deoarece stochează doar informații despre culoarea sa. Un pixel dobândește dimensiunea fizică atunci când este afișat pe un anumit dispozitiv de ieșire, cum ar fi un monitor sau o imprimantă.

Pentru o copie pe ecran este suficientă o rezoluție de 72 dpi, pentru imprimarea pe o imprimantă color sau laser 150-200 dpi, pentru ieșire pe un dispozitiv fotografic 200-300 dpi. S-a stabilit o regulă de bază conform căreia, atunci când este tipărit, rezoluția originalului ar trebui să fie de 1,5 ori mai mare decât lineatură raster dispozitiv de ieșire.

Rezoluția imaginii tipărite și conceptul de liniatură. Dimensiunea punctului unei imagini bitmap, atât pe hârtie (hârtie, film etc.) cât și pe ecran, depinde de metoda utilizată și de setările de ecranare ale originalului. La rasterizare, pe original este suprapusă o grilă de linii, ale căror celule formează un element raster. Frecvența grilei ecranului este măsurată în linii pe inch și se numește lineatură.

Rezoluția dispozitivelor tehnice afectează rezultatul graficelor vectoriale și raster în moduri diferite.

Deci, la afișarea unui desen vectorial, se utilizează rezoluția maximă a dispozitivului de ieșire. În acest caz, comenzile care descriu imaginea spun dispozitivului de ieșire poziția și dimensiunea unui obiect, iar dispozitivul folosește numărul maxim posibil de puncte pentru a-l desena. Astfel, un obiect vectorial, de exemplu, un cerc imprimat pe imprimante de calitate diferită, are aceeași poziție și dimensiuni pe o coală de hârtie. Cu toate acestea, cercul arată mai neted atunci când este imprimat pe o imprimantă cu o rezoluție mai mare, deoarece este format din mai multe puncte de imprimantă.

Rezoluția dispozitivului de ieșire are o influență mult mai mare asupra ieșirii unei imagini bitmap. Dacă fișierul bitmap nu specifică câți pixeli pe inch ar trebui să producă dispozitivul de ieșire, atunci dimensiunea minimă este utilizată implicit pentru fiecare pixel. În cazul unei imprimante laser, elementul minim este un punct laser, într-un monitor este un pixel video. Deoarece dispozitivele de ieșire diferă în ceea ce privește dimensiunea elementului minim pe care îl pot crea, dimensiunea bitmap-ului atunci când este afișată pe diferite dispozitive va fi, de asemenea, diferită.

1. Modele colorate

Unele obiecte sunt vizibile pentru că emit lumină, în timp ce altele sunt vizibile pentru că o reflectă. Când obiectele emit lumină, ele dobândesc în percepția noastră chistul pe care îl vede ochiul uman. Când obiectele reflectă lumina, culoarea lor este determinată de culoarea luminii care cade asupra lor și de culoarea pe care o reflectă aceste obiecte. Lumina emisă provine de la o sursă activă, cum ar fi un ecran de monitor. Lumina reflectată se reflectă pe suprafața unui obiect, cum ar fi o bucată de hârtie.

Există două metode pentru a descrie culoarea; sistem de culori aditive și subtractive.

Sistem aditiv de culoare functioneaza cu lumina emisa. O culoare aditiva se obtine prin combinarea celor trei culori primare: rosu, verde si albastru (Rosu, Verde, Albastru - RGB) Cand sunt amestecate in proportii diferite se obtine culoarea corespunzatoare. Absența acestor culori reprezintă negrul în sistem. Amestecarea schematică a culorilor este prezentată în fig. 2, a.

a) culoare aditivă b) culoare subtractivă

Orez. 2. Sistem de amestecare a culorilor

În sistemul culorilor subtractive are loc procesul invers: o culoare se obține prin scăderea altor culori dintr-o rază de lumină comună. În acest caz, culoarea albă este obținută ca urmare a absenței tuturor culorilor, iar prezența tuturor culorilor va da negru. Sistemul de culoare subtractiv funcționează cu culoarea reflectată, de exemplu, dintr-o coală de hârtie. Hârtia albă reflectă toate culorile, hârtia colorată absoarbe unele și reflectă restul.

În sistemul de culori subtractiv, culorile principale sunt cyan, magenta și galben (Cyan, Magenta, Yellow - CMY). Sunt complementare cu roșu)", verde și albastru. Când aceste culori sunt amestecate pe hârtie în proporții egale, se obține negru. Acest proces este ilustrat în Fig. 2 b. Datorită faptului că cernelurile de imprimare nu absorb complet lumina, combinația celor trei culori primare arată maro închis. Prin urmare, pentru a corecta tonurile și a obține un negru adevărat, la imprimante se adaugă puțină cerneală neagră. Sistemele de culoare bazate pe acest principiu de imprimare în patru culori sunt notate prin abrevierea CMYK ( Cyan, Magenta, Galben, albastru).

Există și alte sisteme de codare a culorilor, de exemplu, reprezentând-o sub formă de nuanță, saturație și luminozitate (Hue, Saturation, Brightness - HSB).

Nuanța este o nuanță specifică de culoare care este diferită de altele: roșu, albastru, verde etc. Saturația descrie intensitatea relativă a unei culori.

Când reduceți, de exemplu, saturația culorii roșii, aceasta devine mai pastelată sau estompată. Luminozitatea (sau luminozitatea) unei culori indică cantitatea de negru adăugată unei culori, făcând-o să pară mai întunecată. Sistemul HSB este în acord cu modelul uman de percepție a culorii. Nuanța este echivalentul lungimii de undă a luminii, saturația este intensitatea undei, iar luminozitatea este cantitatea totală de lumină. Dezavantajul acestui sistem este necesitatea convertirii lui in alte sisteme; RGB - la afișarea unei imagini pe un monitor; CMYK - la ieșire la o imprimantă cu patru culori.

Sistemele luate în considerare funcționează cu toată gama de culori - milioane de nuanțe posibile. Cu toate acestea, utilizatorul este adesea mulțumit de nu mai mult de câteva sute de culori. În acest caz, este convenabil de utilizat palete indexate - seturi de culori care conțin un număr fix de culori, de exemplu, 16 sau 256, din care puteți selecta culoarea dorită. Avantajul unor astfel de palete este că ocupă mult mai puțină memorie decât sistemele complete RGB și CMYK.

Când lucrează cu o imagine, computerul creează o paletă și atribuie un număr fiecărei culori, apoi când specifică culoarea unui pixel sau obiect individual, pur și simplu își amintește numărul pe care această culoare îl are în paletă. Pentru a reține un număr de la 1 la 16, sunt necesari 4 biți de memorie, iar de la 1 la 256 - 8 biți, deci imaginile cu 16 culori se numesc 4 biți, iar 256 de culori sunt numite 8 biți. În comparație cu cei 24 de biți necesari pentru a stoca o culoare completă în RGB sau 32 de biți în CMYK, economiile de memorie sunt clare.

Când lucrați cu o paletă, puteți utiliza orice culoare, de exemplu, sisteme RGB, dar numărul acestora este limitat. Astfel, atunci când se utilizează o paletă de 256 de culori în timpul creării și numerotării acesteia, fiecare culoare din paletă este descrisă ca o culoare RGB normală de 24 de biți. Și când ne referim la o culoare, numărul acesteia este deja indicat, și nu datele RGB specifice care descriu această culoare.

REZOLUŢIE(puterea de rezoluție) a instrumentelor optice - o valoare care caracterizează capacitatea acestor instrumente de a oferi o imagine separată a două puncte ale unui obiect apropiat unul de celălalt. Cea mai mică distanță liniară (sau unghiulară) dintre două puncte, începând de la care imaginile lor se îmbină și încetează să se mai distingă, numită. limită de rezoluție liniară (sau unghiulară). Valoarea reciprocă cu aceasta servește ca măsură cantitativă a R. de pagină. optic aparate. O imagine ideală a unui punct ca element al unui obiect poate fi obținută dintr-o undă sferică. suprafete. Optic real sistemele au elevi de intrare și de ieșire (vezi Fig. Diafragmă) de dimensiuni finite, limitând suprafața undei. Mulțumită difracția luminii, chiar si in lipsa aberatii ale sistemelor optice si erori de fabricatie, optice. sistemul descrie un punct monocromatic. lumina sub forma unui punct luminos, inconjurat alternativ de inele intunecate si deschise. Folosind teoria difracției, putem calcula naim-ul. distanta optic admisa. sistem, dacă se știe la ce distribuții de iluminare receptorul (ochiul, stratul foto) percepe imaginea separat. În conformitate cu condiția introdusă de J. W. Rayleigh (J. W. Rayleigh, 1879), imaginile a două puncte pot fi văzute separat dacă centrul difracției. petele fiecăruia dintre ele se intersectează cu marginea primului inel întunecat al celuilalt (Fig.).

Distribuția luminii Eîn imaginea a două surse de lumină punctuale situate astfel încât distanța unghiulară dintre maximele de iluminare Df să fie egală cu valoarea unghiulară a razei punctului central de difracție Dq (Df = Dq este condiția Rayleigh).

Dacă punctele obiectului sunt autoluminoase și emit raze incoerente, îndeplinirea criteriului Rayleigh corespunde cu ceea ce este cel mai mic. iluminarea dintre imaginile punctelor rezolvate va fi de 74% din iluminarea din centrul spotului, iar arcul. distanța dintre centrele de difracție. spoturi (maxime de iluminare) se determină prin expresia Df = 1,21l/ D, unde l este lungimea de undă a luminii, D- diametrul optic al pupilei de intrare. sisteme. Dacă optica sistemul are o distanță focală /, apoi valoarea liniară a limitei de rezoluție d = 1,21l f/D. Limita de rezoluție a telescoapelor și lunetelor de observare este exprimată în arc. secunde și determinat de f-le d = 140 / D(la l = 560 nm și Dîn mm) (pentru R. cu microscoape, vezi art. Microscop). F-ly date sunt valabile pentru punctele situate pe axa opticei ideale. aparate. Prezența aberațiilor și a erorilor de fabricație reduce R. s. optic real. sisteme. R. s. optic real. De asemenea, sistemul scade atunci când se deplasează de la centrul câmpului vizual la marginile acestuia. R. s. optic instrument R op, inclusiv o combinație de optice. sistem și receptor (fotostrat, catod convertor electron-opticși altele), asociate cu R. s. optic sisteme Roc si receptor R n aproximativ f-loy

Pe lângă reflectogramă, reflectometrul afișează un tabel care conține date despre evenimentele principale din linie, inclusiv distanța până la toate neregulile. Este caracteristic că distanțele până la neomogenități sunt indicate cu o precizie de până la a șasea, și uneori chiar până la a șaptea zecimală. De exemplu, în tabelul 3.4, lungimea totală a liniei este dată cu șase zecimale: 68,1328 km.

Numărul de cifre cu care aparatul arată valoarea măsurată caracterizează precizia citirii, adică. cât de precisă poate fi numărătoarea. Precizia măsurării lungimii fibrei este vizibil mai mică. Depinde nu numai de caracteristicile de precizie ale reflectometrului, ci și de mărimea coeficientului de reflexie din neomogenitate, de precizia cu care este stabilit indicele de refracție de grup al fibrei etc.

Cu un număr mare de personaje în lectură, se pune firesc întrebarea câte caractere sunt de fapt semnificative. Cel mai simplu mod de a determina acest lucru este prin scindarea succesivă a segmentelor mici de fibră (Fig. 3.8) și observarea modului în care citirile reflectometrului se modifică. În esență, această metodă determină rezoluția reflectometrului atunci când se măsoară lungimea fibrei. După cum știți, rezoluția este cel mai mic interval de modificare a valorii măsurate, care încă provoacă o modificare a rezultatelor măsurătorii.

Orez. 3.8. Schema de determinare a rezoluției reflectometrului la măsurarea lungimii fibrei

Tabelul 3.4 prezintă rezultatele măsurării lungimii fibrei SM cu o scădere multiplă a lungimii acesteia cu un metru. Măsurătorile au fost efectuate cu un reflectometru E6000C la o lungime de undă de 1310 nm cu o durată a impulsului de 3 μs. Numărul de puncte măsurate în E6000C este de 16.000, ceea ce corespunde, cu un interval de măsurare de 80 km, unui interval de 5 m între puncte.

Tabelul 3.4. Rezultatele măsurării lungimii fibrei atunci când aceasta este redusă în mod repetat cu un metru

№	Lungimea fibrei L N , în regim automat, km	Lungimea fibrei L N , in regim semi-automat, km	L N+1 - L N în regim automat, m	L N+1 - L N în regim semi-automat, m	Modificarea reală a lungimii fibrei, m	Coeficient de reflexie, dB
1	L1 = 68,2248	68.148	-	-	-	-38.923
2	L2 = 68,1328	68.133	-92	-15	0	-14.576
3	L3 = 68,1328	68.133	0	0	-2	-13.951
4	L4 = 68,1328	68.133	0	0	-3	-17.529
5	L5 = 68,1379	68.133	+5.1	0	-4	-20.778
6	L6 = 68,1277	68.128	-10.1	-5	-5	-14.950
7	L7 = 68,1277	68.128	0	0	-6	-14.580
8	L8 = 68,1277	68.128	0	0	-7	-13.905
9	L9 = 68,1226	68.123	-5.1	-5	-8	-13.823

Lungimea fibrei a fost măsurată în mod automat și semi-automat. Rezultatele acestor măsurători pentru aceeași lungime a fibrei, după cum se poate observa din primele două coloane ale tabelului, pot diferi cu câțiva metri. A treia și a patra coloană a tabelului arată valoarea măsurată a modificării lungimii fibrei, respectiv, în modurile automat și semi-automat. Modificarea reală a lungimii fibrei este dată în coloana a cincea. Ultima coloană arată valorile coeficientului de reflexie de la capătul fibrei.

Tabelul arată că cu o scădere multiplă a lungimii fibrei cu 1 m, valoarea măsurată a lungimii fibrei scade, dar nu monoton. Valoarea lungimii măsurate a fibrei depinde nu numai de lungimea sa reală, ci și de valoarea coeficientului de reflexie a luminii de la capătul fibrei. Indicațiile reflectometrului se modifică numai după ce lungimea fibrei scade cu 2...3 m. În acest caz (dacă excludem din considerare clivajul fibrei cu un coeficient de reflexie scăzut), valoarea măsurată a lungimii fibrei LN scade cu valoarea interval între puncte egal cu 5 m. În consecință, măsurarea preciziei lungimii fibrei nu depășește 5 m.

Cu un clivaj prost (sunt evidențiate în tabel), lungimea fibrei este mai mare decât la un clivaj bun. Deci, de exemplu, la început fibra a fost ruptă, iar coeficientul de reflexie de la sfârșitul fibrei a fost de doar –38,923 dB. După ce capătul fibrei a fost scindat, coeficientul de reflexie a crescut la -14,576 dB, iar lungimea fibrei (conform reflectometrului în modul automat) a scăzut cu 92 m. De fapt, lungimea fibrei a scăzut cu doar 1 m.

Din rezultatele prezentate în Tabelul 3.4 se poate observa că rezoluția reflectometrului în măsurarea lungimii fibrei depinde de calitatea clivajului capătului fibrei. Motivul acestei dependențe a fost discutat în paragraful anterior. Pe scurt, este după cum urmează. Atunci când un impuls este reflectat dintr-o clivare bună a capătului fibrei, rata de creștere a semnalului este determinată de abruptul marginii frontale a pulsului. Și atunci când este reflectat dintr-un clivaj prost, semnalul va începe să scadă considerabil numai după ce nu numai întreaga margine anterioară a pulsului, ci și o anumită fracțiune a pulsului în sine a trecut prin capătul fibrei. În consecință, cu un clivaj prost, nivelul pragului este atins cu o lungime mai mare a fibrei.

Cât de mult pot diferi rezultatele măsurării grosimii fibrei la modificarea coeficientului de reflexie de la capătul fibrei poate fi văzut din primele două rânduri din Tabelul 3.4. Este caracteristic că dacă în modul automat această discrepanță ajunge la –92 m, atunci în modul semi-automat, datorită unei determinări mai precise a începutului supratensiunii, se dovedește a fi vizibil mai mică (–15 m). Eroarea minimă cu care se poate determina poziția capătului fibrei este de aproximativ jumătate din lățimea intervalului dintre punctele măsurate.

Capitole din carte
Listvin A.B. Listvin V.N. Reflectometria fibrelor optice (descărcare PDF)

Despre măsurători cu reflectometre cu fibră optică cu exemple de reflectograme pagina Măsurători cablu fibră optică (FOCL) în timpul instalării

Rezoluția este numărul de elemente dintr-o zonă dată. Acest termen este aplicabil multor concepte, cum ar fi:

– rezoluția imaginii grafice;

- rezoluția imprimantei ca dispozitiv de ieșire;

- rezoluția mouse-ului ca dispozitiv de intrare.

De exemplu, rezoluția unei imprimante laser poate fi setată la 300 dpi (dot per inch - dots per inch), ceea ce înseamnă capacitatea imprimantei de a imprima 300 de puncte individuale pe un segment de un inch. În acest caz, elementele imaginii sunt puncte laser, iar dimensiunea imaginii este măsurată în inci.

Rezoluția unei imagini grafice este măsurată în pixeli pe inch. Rețineți că un pixel dintr-un fișier de computer nu are o dimensiune specifică, deoarece stochează doar informații despre culoarea sa. Un pixel dobândește dimensiunea fizică atunci când este afișat pe un anumit dispozitiv de ieșire, cum ar fi un monitor sau o imprimantă.

Pentru o copie pe ecran este suficientă o rezoluție de 72 dpi, pentru imprimarea pe o imprimantă color sau laser 150-200 dpi, pentru ieșire pe un dispozitiv fotografic 200-300 dpi. S-a stabilit o regulă de bază conform căreia, la imprimare, rezoluția originalului ar trebui să fie de 1,5 ori mai mare decât linia ecranului dispozitivului de ieșire.

Rezoluția imaginii tipărite și conceptul de liniatură. Dimensiunea unui punct bitmap atât pe o copie pe hârtie (hârtie, film etc.) cât și pe ecran depinde de metoda utilizată și de setările de ecranare ale originalului. La rasterizare, pe original este suprapusă o grilă de linii, ale căror celule formează un element raster. Frecvența grilei raster este măsurată prin numărul de linii pe inch și se numește liniatură.

Rezoluția dispozitivelor tehnice afectează rezultatul graficelor vectoriale și raster în moduri diferite.

Deci, la afișarea unui desen vectorial, se utilizează rezoluția maximă a dispozitivului de ieșire. În acest caz, comenzile care descriu imaginea spun dispozitivului de ieșire poziția și dimensiunea unui obiect, iar dispozitivul folosește numărul maxim posibil de puncte pentru a-l desena. Astfel, un obiect vectorial, de exemplu, un cerc imprimat pe imprimante de calitate diferită, are aceeași poziție și dimensiuni pe o coală de hârtie. Cu toate acestea, cercul arată mai neted atunci când este imprimat pe o imprimantă cu o rezoluție mai mare, deoarece este format din mai multe puncte de imprimantă.

Rezoluția dispozitivului de ieșire are o influență mult mai mare asupra ieșirii unui bitmap. Dacă fișierul bitmap nu specifică câți pixeli pe inch ar trebui să producă dispozitivul de ieșire, atunci dimensiunea minimă este utilizată implicit pentru fiecare pixel. În cazul unei imprimante laser, elementul minim este un punct laser, într-un monitor este un pixel video. Deoarece dispozitivele de ieșire diferă în ceea ce privește dimensiunea elementului minim pe care îl pot crea, dimensiunea bitmap-ului atunci când este afișată pe diferite dispozitive va varia și ea.

Acest articol se concentrează pe senzorii de poziție, pe câțiva dintre termenii și considerațiile de bază utilizate atunci când alegeți instrumentele de măsurare potrivite pentru aplicația dvs. și câteva greșeli comune.

Poate ați ratat o oră la universitate în care ați vorbit despre teoria instrumentelor de măsură: precizie, rezoluție, reproductibilitate și alți parametri. Dar nu sunteți singuri, mulți ingineri au uitat sau nu au înțeles niciodată această zonă a tehnologiei. Terminologia și conceptele tehnice extrem de ezoterice aplicabile tehnologiei de măsurare pot fi confuze. Cu toate acestea, ele sunt cruciale atunci când alegeți instrumentele de măsurare potrivite pentru o anumită aplicație. Dacă faceți o alegere greșită, atunci, în cele din urmă, veți plăti în exces pentru convertoare prea puternice. La cealaltă extremă, produsul sau sistemul dvs. de control pur și simplu nu va oferi performanța necesară. Acest articol se concentrează pe senzorii de poziție, pe câțiva dintre termenii și considerațiile de bază utilizate atunci când alegeți instrumentele de măsurare potrivite pentru aplicația dvs. și câteva greșeli comune.

Definiții

Să începem cu definiții: -

• un dispozitiv de măsurare este o măsură pentru evaluarea fiabilității citirilor sale;
• rezoluţie instrumentul este cea mai mică sau cea mai mare abatere de poziție pe care o poate măsura;
• măsurători ale poziției de către dispozitiv - gradul de reproductibilitate a rezultatului;
• liniaritatea măsurarea poziției instrumentului este o măsurare a abaterii dintre ieșirea traductorului și deplasarea efectivă măsurată.

Majoritatea inginerilor nu pot face diferența dintre precizie și acuratețe. Poate fi explicat folosind analogia dintre o săgeată și o țintă. Precizia instrumentelor de măsurare descrie apropierea săgeții de centrul țintei.

Orez. unu. Fotografie precisă (stânga) și fotografiere de precizie (dreapta)

Dacă s-au tras multe focuri, precizia rezultatului corespunde mărimii zonei pe care săgețile o lovesc. Dacă săgețile sunt grupate împreună, tragerea este considerată precizie.

Aparatul de măsurare cu caracteristici liniare ideale este, de asemenea, absolut precis.

Definiția cerințelor

Se pare că totul este destul de simplu aici - doar alegeți instrumente de măsurare foarte precise și foarte precise și totul va fi bine. Din păcate, această abordare are unele dezavantaje. În primul rând, instrumentele de măsurare cu precizie ridicată și precizie ridicată sunt întotdeauna scumpe. În al doilea rând, acestea trebuie instalate cu mare atenție, ceea ce poate fi prevenit prin vibrații, dilatare/contracție termică etc. În al treilea rând, unele tipuri de astfel de dispozitive sunt foarte sensibile, astfel încât orice modificări ale condițiilor de mediu, în special de temperatură, murdărie, umiditate și condens vor determină funcționarea defectuoasă sau defectarea acestora.

Strategia optimă în acest caz este stabiliți ce este necesar, nici mai mult, nici mai puțin. Ca exemplu, luați în considerare un traductor de deplasare într-un debitmetru industrial - liniaritatea nu este o cerință cheie pentru acesta, deoarece, cel mai probabil, caracteristicile de curgere a lichidului vor fi neliniare. Mai important aici este reproductibilitatea și stabilitatea în diferite condiții de mediu.

Iar în mașina CNC, acuratețea și precizia măsurătorilor vin în prim-plan. În consecință, cerințele cheie pentru un contor de deplasare sunt precizia ridicată (liniaritate), rezoluția și reproductibilitatea ridicată chiar și în medii murdare sau umede, durata de viață lungă și fiabilitatea ridicată.

Vă recomandăm să citiți întotdeauna textul cu caractere mici ale specificațiilor instrumentului, în special modul în care precizia și precizia declarate sunt afectate de influențele mediului, durata de viață și toleranțele de instalare. Un alt sfat: aflați cum se modifică liniaritatea instrumentului. Dacă acest lucru se întâmplă fără probleme sau încet, neliniaritatea poate fi eliminată cu ușurință prin calibrarea cu mai multe puncte de referință. De exemplu, puteți calibra un dispozitiv de măsurare a decalajului folosind o bară de calibrare adecvată. Exemplul de mai jos calibrează un traductor destul de neliniar într-un dispozitiv extrem de liniar (precise) folosind un număr relativ mic de puncte de referință.

Orez. 2. Calibrarea unui senzor neliniar cu o eroare care variază lent

În al doilea exemplu, un dispozitiv cu o eroare în schimbare rapidă a fost calibrat folosind 10 puncte, dar liniaritatea sa a rămas practic neschimbată. Pot fi necesare mai mult de 1000 de puncte pentru a linealiza un astfel de instrument. Utilizarea barelor de calibrare în acest caz poate fi irațională. În acest caz, se recomandă compararea citirilor din tabelul de căutare cu cele ale unui dispozitiv de referință mai puternic, cum ar fi un interferometru laser.

Orez. 3. Calibrarea unui senzor neliniar cu o eroare care se schimbă rapid

Problemă comună - Encodere optice

Principiul de funcționare al codificatoarelor optice se bazează pe utilizarea unui fascicul de lumină direcționat printr-un element optic, care este de obicei un disc de sticlă. Lumina trece sau nu prin grătarul discului, după care se generează un semnal corespunzător poziției. Discurile de sticlă sunt uimitoare: elementele lor sunt atât de mici încât le permite producătorilor să pretindă o precizie ridicată. Dar adesea rămâne neclar ce se întâmplă atunci când aceste elemente sunt înfundate cu praf, murdărie, grăsime etc. De fapt, chiar și cantități foarte mici de materii străine pot duce la erori de măsurare. În plus, astfel de probleme sunt rareori însoțite de semnale de avertizare - de obicei, dispozitivul pur și simplu nu mai funcționează. Acest lucru se numește „eșec catastrofal”. Și mai puțin studiată este problema acurateței codificatoarelor optice și, în special, a seturilor acestora.

Să luăm în considerare un dispozitiv optic cu un disc cu dimensiunea nominală de 1 inch și o rezoluție de 18 biți (256k puncte). De obicei, precizia revendicată a unui astfel de dispozitiv este de +/- 10 secunde de arc. Dar există un lucru care ar trebui scris cu caractere aldine (deși nimeni nu o face) - acuratețea susținută presupune că discul se rotește perfect în raport cu capul de citire, iar temperatura este constantă. Într-un exemplu mai realist, discul este montat decentrat cu 0,001 inchi (0,025 mm).

Excentricitatea poate fi cauzată de diverși factori, dintre care unii sunt enumerați mai jos: -

• concentricitatea discului de sticlă pe manșon;
• concentricitatea găurii de trecere a manșonului față de discul optic;
• perpendicularitatea manșonului față de planul discului optic;
• paralelismul suprafeței discului optic cu planul capului de citire;
• concentricitatea arborelui pe care este instalat manșonul;
• degajări în rulmenți și suporturi de rulmenți care susțin arborele principal;
• alinierea imperfectă a rulmenților;
• rotunjimea arborelui și orificiul traversant al bucșei;
• metoda de detectare a poziției (de obicei, un șurub de fixare trage manșonul într-o direcție);
• deplasare datorată solicitării sau deformării de la sarcina pe lagărele arborelui;
• efecte termice;
• etc.

Orez. 4

O configurare ideală a discului optic necesită o precizie atât de mare încât costul devine prohibitiv. De fapt, eroarea de măsurare apare deoarece discul optic nu este amplasat acolo unde este citit capul de citire. Luând în considerare eroarea de instalare de 0,001 inch, eroarea de măsurare este determinată de unghiul bazat pe arcul de 0,001 inch la raza corespunzătoare a pistei optice. Pentru a simplifica calculele, să presupunem că pistele citite au o rază de 0,5 inci. Aceasta corespunde unei erori de 2 miliradiani sau 412 secunde de arc. Cu alte cuvinte, dacă un dispozitiv este specificat cu o precizie de 10 secunde de arc, precizia lui reală este de 40 de ori mai mare.

Dar pentru a instala un disc optic cu o precizie de 0,001 inci, trebuie să încercați foarte mult. De fapt, îl vei seta în intervalul 2-10 miimi de inch, astfel încât precizia reală va fi de 80-400 de ori mai mică decât valoarea inițială.

Abordare alternativă

Principiul de măsurare al unui resolver sau al unui dispozitiv inductiv de nouă generație, cum ar fi IncOder, este complet diferit. Se bazează pe inductanța reciprocă dintre rotor (disc) și stator (cititor). În loc să se calculeze poziția din citirile efectuate într-un singur punct, măsurătorile se fac pe întreaga suprafață a statorului și a rotorului. Prin urmare, inconsecvențele cauzate de excentricitatea într-o parte a dispozitivului vor fi compensate de partea opusă a acestuia. Desigur, rezoluția și acuratețea acestor dispozitive nu sunt la fel de impresionante ca cele ale codificatoarelor optice. Dar principala diferență constă în faptul că astfel de caracteristici ale sistemului de măsurare rămân neschimbate chiar și în condiții neideale.

Codificatoarele unghiulare inductive IncOder de la Zettlex au devenit rapid populare ca encodere capabile să funcționeze în medii dure. Gama de dispozitive include mini IncOder cu un diametru de 37 mm și o rezoluție de până la 17 biți, un IncOder midi cu un diametru de 58 mm și o rezoluție de până la 19 biți și un maxi IncOder cu un diametru de 75 mm până la 300 mm cu o rezoluție de până la 22 de biți.