Illustrated Signals
I3→Q8
Sample time 1 ms
Show OFF Hexadecimal OFF Cont OFF Settings... Pattern Clock On Phase 1 Off Phase 1 Count 10 Clock 100
Đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ trên thẻ thí nghiệm "Phép đo góc và tốc độ" tới tốc độ lớn nhất (theo chiều nào cũng được), bắt đầu một phép đo riêng lẻ và copy đường phân tích thu được vào phần ô trống bên dưới.
Q3Q2 Q2 Q1 Q0 I3 I2 I1 I0 0 00.51.01.52.02.5 3.03.54.04.55.05.56.0 t/ s Đặc tính thu được là gì?
Q1 vàQ2 đưa ra các tín hiệu xung nhịp tuần hoàn, trong khi Q4 vàQ8 đưa ra đặc tính tín hiệu cố định.
.
khác nhau được đưa ra trong mỗi trường hợp.
Các tín hiệu xung nhịp tuần hoàn của các thời gian on và off đồng nhất được đưa ra trong mỗi trường hợp.
Các hệ số là bao nhiêu giữa các tần số ở các đầu ra Q1, Q2, Q4 và Q8? 4:3:2:1. 8:4:2:1. Đúng. 16:8:4:1. 32:16:8:1.
Phép đo góc sử dụng mã nhị phân
Mục tiêu:
Thí nghiệm sau đây hiển thị góc có thể được đo như thế nào với sự trợ giúp của một cảm biến tương đối bằng cách sử dụng bộ mã hóa nhị phân.
Sử dụng thiết lập từ thí nghiệm trước ở đây, cùng với đĩa mã hóa nhị phân.
Giờ, mở thiết bị ảo Bộ mã hóa số (Digital Encoder ) và đặt nó ở chế độ MÃ NHỊ PHÂN (BINARY CODE ) như trong hình dưới:
Đặt một chuyển động ban đầu ở tốc độ thấp, theo chiều kim đồng hồ và bắt đầu đo bằng cách nhấn nút 'REC' trên bộ mã hóa số.
Lặp lại thí nghiệm với một chuyển động quay ngược chiều kim đồng hồ.
Hướng cảm biến đếm trong mỗi trường hợp là gì? Các vị trí khác nhau bao nhiêu có thể nó phát hiện trong một vòng quay?
- Cảm biến này đếm tăng trong vòng quay theo chiều kim đồng hồ
- Cảm biến này đếm giảm trong vòng quay theo chiều kim đồng hồ
- Cảm biến này đếm tăng trong vòng quay theo ngược chiều kim đồng hồ
- Cảm biến này đếm giảm trong vòng quay theo chiều ngược kim đồng hồ
- Cảm biến có thể xác định 8 (0...7) vị trí khác nhau. - Cảm biến có thể xác định 16 (0...15) vị trí khác nhau. - Cảm biến có thể xác định 32 (0...31) vị trí khác nhau.
Đúng.
Bộ phân giải góc của cảm biến này là gì?
Độ phân giải góc thông thường phụ thuộc vào cái gì?
Số rãnh trên đĩa mã hóa, tức là độ rộng bit của word mã hóa
Tốc độ vòng quay Đúng.
Thời gian phép đo
Lưu ý: Nếu câu trả lời sai, vui lòng lật đĩa và làm lại thí nghiệm.
Giờ, đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ một lần nữa tại một tốc độ thấp theo chiều kim đồng hồ và bắt đầu và tạm dừng đo liên tiếp sử dụng nút 'REC' (cho đĩa tiếp tục quay).
Quan sát hiển thị vị trí ngay sau mỗi lần bắt đầu lại một phép đo.
Giá trị nào hiển thị thông thường lúc ban đầu?
Hiển thị thông tường lúc bắt đầu là 0, bởi vì phép đo các giá trị liên quan được bao gồm ở đây
Hiển thị lúc bắt đầu là 0 trong chiều quay theo chiều kim
Đúng.
đồng hồ, và 15 trong chiều quay ngược chiều kim đồng hồ Hiển thị bắt đầu với giá giá trị vị trí thực tế, bởi vì một cảm biến giá trị tuyệt đổi được thực hiện ở đây
Tiếp theo, dừng đĩa mã hóa lại và quay nó bằng tay tới vị trí 0.
Sau đó quay đĩa chậm theo chiều kim đồng hồ và quan sát hiển thị vị trí.
Vấn đề nào xảy ra, và trong khi vị trí nào thay đổi nó xảy thường xuyên nhất?
Không có vấn đề
Các giá trị không đúng được hiển thị nhanh trong khi sự chuyển dịch giữa hai vị trí
Giá trị 3 là không đồng nhất
Đúng.
Các giá trị không đúng thông thường được hiển thị trong sự thay đổi đồng thời trong một vài bit.
Các giá trị không đúng thông thường được hiển thị trong sự thay đổi theo một bit đơn giản của một word mã hóa
Tác dụng này được giải thích như thế nào?
- Sự thay đổi theo các giá trị bit không được đồng bộ hóa chính xác
- Tốc độ quay dao động. Đúng.
- Đường rãnh trên đĩa mã hóa khác nhau theo độ rộng
Giờ, điều khiển đĩa một lần nữa ở một tốc độ thấp sau đó gỡ bỏ một trong các đầu nối tín hiệu (hoặc ngừng một trong các cảm biến nhị phân bằng các nút D0, D1, D2 hoặc D3 trên thiết bị ảo).
Quan sát tác động của việc gián đoạn tín hiệu lên hiển thị vị trí.
Lỗi của 1 bit ảnh hưởng cái gì trên sự hiển thị vị trí?
Một lỗi của chỉ 1 bit không có ảnh hưởng lên sự hiển thị vị trí Tất cả các giá trị vị trí được hiển thị không đúng
Một nửa của các giá trị vị trí được hiển thị không đúng Đúng.
Số các giá trị vị trí được hiển thị không đúng phụ thuộc vào bit nào bị lỗi
Thiết kế cảm biến gia tăng
Mục đích:
Thí nghiệm sau đây nghiên cứu phương pháp đo góc với sự trợ giúp của một cảm biến gia tăng. Hình dưới minh họa đĩa mã hóa tương ứng. Cảm biến trong thí nghiệm là một cảm biến gia tăng 3 kênh với hai đường ngoài (vàng và xanh) dùng để xác định vị trí tương đối có kèm theo xác định chiều quay và đường bên trong (đỏ) chỉ có một dấu mã được dùng như đường tham chiếu, cho phép cảm biến xác định điểm 0.
Trong hình sau là mạch đo thích hợp. Có thể thấy là 4 tín hiệu nhị phân từ cảm biến (Q 8
không cần thiết trong trường hợp này) được nối với các ngõ vào số từ 0 đến 3 trên bộ giao diện.
Mở bộ phân tích logic trong Menu Instrument và đặt các giá trị được đưa ra trong bảng bên dưới
Cài đặt bộ phân tích Logic - Logic Analyser
Illustrated Signals I0→Q1,I1→Q2,I2→Q4
Sample time 1 ms Show OFF Hexadecimal OFF Cont OFF Settings... Pattern Clock Phase On 1 Phase Off 1 Count 10 Clocks 100
Đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ trên thẻ thí nghiệm "Phép đo góc và tốc độ" đến tốc đọ lớn nhất (theo chiều nào cũng được), tiến hành một phép đo riêng lẻ và copy đường phân tích thu được vào phần ô trống dưới đây.
Q3Q2 Q2 Q1 Q0 I3 I2 I1 I0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 t/s
Có thể nói gì về vị trí pha của xung tại Q1 và Q2? Các xung không bị lệch pha lẫn nhau.
Các xung dịch chuyển pha lẫn nhau bằng nửa độ rộng xung.
Các xung được dịch chuyển pha lẫn nhau theo toàn bộ độ Đúng.
rộng xung.
Các xung dịch chuyển pha lẫn nhau bởi hai độ rộng xung.
Tiếp theo, mở thiết bị ảo Bộ mã hóa số (Digital Encoder ) và đặt chúng ở chế độ GIA TĂNG (INCREMENTAL) như trong hình dưới đây:
Đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ ban đầu đến tốc độ nhỏ nhất có thể theo chiều kim đồng hồ và bắt đầu đo bằng cách nhấn nút 'REC' trên bộ mã hóa số. (Chú ý: Cũng có thể quay đĩa mã hóa cẩn thận bằng tay). Lặp lại thí nghiệm với chuyển động ngược chiều kim đồng hồ.
Hướng nào cảm biến này đếm trong mỗi trường hợp? độ phân giải góc của cảm biến là gì, tức là có bao nhiêu vị trí khác nhau có thể nó phát hiện trong một vòng quay?
Trong chiều quay ngược chiều kim đồng hồ, cảm biến đếm tiến (0, 1, 2,....).
Trong chiều quay ngược chiều kim đồng hồ, cảm biến đếm xuống (99, 98, 97,....).
Đúng.
Trong chiều quay theo chiều kim đồng hồ, cảm biến đếm xuống (99, 98, 97,....).
Trong chiều quay theo chiều kim đồng hồ, cảm biến đếm lên (0, 1, 2,....).
Có bao nhiêu vị trí khác nhau cảm biến có thể phát hiện trong một vòng quay? 8 vị trí khác nhau.
16 vị trí khác nhau. 24 vị trí khác nhau. 32 vị trí khác nhau.
Đúng.
Độ phân giải góc của cảm biến này là bao nhiêu?
Die Winkelauflösung beträgt 11.25°. Đúng.
Tiếp theo, đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ tới một tốc độ thấp theo chiều kim đồng hồ và bắt đầu và kết thúc đo liên tiếp bằng nút 'REC' (cho đĩa tiếp tục quay).
Giá trị nào hiển thị bắt đầu trong mỗi trường hợp? khi nào một giá trị tuyệt đối đúng thu được sau khi khởi động lại phép đo?
Hiển thị bắt đầu trong mỗi trường hợp với giá trị gần đúng của phép đo trước chạy, bởi vì phép đo tương đối được bao gồm ở đây
Hiển thị bắt đầu trong mỗi trường hợp với 0 hoặc 99, bởi vì
một phép đo tuyệt đối được bao gồm ở đây Đúng.
Một giá trị tuyệt đối đúng được hiển thị trên vượt qua điểm đường tham chiếu
Giá trị tương đối chính xác được hiển thị ở mọi lần
Giờ, hãy ngừng việc lấy mẫu của đường tham chiếu trong khi đĩa mã hóa vẫn quay bằng nút D2 trên bộ mã hóa số và quan sát kết quả hiển thị.
Sự thay đổi nào được so sánh với phép đo lúc trước?
Trong chiều quay theo chiều kim đồng hồ, bộ đếm không được đặt lại khi vượt quá điểm đường tham chiếu. Bộ đếm này tiếp tục vượt quá 31.
Trong chiều quay theo chiều kim đồng hồ, bộ đếm không
được đặt lại khi vượt quá điểm đường tham chiếu. Bộ đếm Đúng.
này tiếp tục vượt quá 69.
Trong cả hai hướng quay, không được đặt lại khi vượt quá điểm đường tham chiếu.
Tiếp theo, đổi đầu nối tín hiệu tại Q 1 và Q 2 (nhấn nút D2 một lần nữa) và kiểm tra đáp ứng của cảm biến với cả hai chiều quay.
Tác động của sự hoán đổi nào với Q1 và Q2? Không thay đổi
Hướng quay được hiển thị không đúng Đúng. Bộ đếm đếm gấp đỏi định mức ban đầu
Cảm biến tuyệt đối sử dụng mã Gray
Mục đích:
Với một đĩa đã được mã hóa nhị phân, rất khó để có thể gán mỗi vị trí với một mẫu vì khi đĩa di chuyển từ một vị trí tới vị trí tiếp theo sẽ làm thay đổi vài bit, ví dụ như từ vị trí 7 (0111) đến vị trí 8 (1000), khi mà cả 4 bit đều thay đổi đồng thời. Nếu thiết bị lấy mẫu mất sự điều chỉnh của nó một chút và không được dóng chính xác nữa thì sẽ có lỗi xảy ra. Có thể tránh được các lỗi như thế nếu chúng ta dùng các mã mà chỉ thay đổi một bit từ một vị trí sang vị trí kế tiếp. Một trong các mã như thế là mã Gray. Trong hình dưới là đĩa mã hóa tương ứng. Đó lại là một cảm biến tuyệt đối nhưng trong trường hợp này, mỗi vị trí riêng lẻ được gán một mã Gray duy nhất. Mỗi vị trí do đó được gán một từ mã 4 bit.
Bảng sau liệt kê mã Gray cho cả 16 vị trí. Chữ số nhị phân màu đỏ là chữ số sẽ thay đổi khi chuyển từ một ví trí sang vị trí kế tiếp (từ vị trí 0 đến 15).
Mã Gray
Vị trí Q8 Q4 Q2 Q1
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 13 0 0 1 0 3 0 0 1 0 4 0 1 1 0 5 0 1 1 1 6 0 1 0 1 7 0 1 0 0
8 1 1 0 09 1 1 0 1 9 1 1 0 1 10 1 1 1 1 11 1 1 1 0 12 1 0 1 0 13 1 0 1 1 14 1 0 0 1 15 1 0 0 0
Sơ đồ bên dưới minh họa mạch đo thích hợp. Có thể thấy là 4 ngõ ra nhị phân từ cảm biến được nối với các ngõ vào số từ 0 đến 3 trên bộ giao diện.
Lắp ráp mạch thí nghiệm bên dưới và cho đĩa mã hóa Gray vào.
Mở bộ phân tích lô-gíc và thiết lập các giá trị sau
Bộ phân tích - Logic Analyser
Illustrated signals I0 → Q1, I1 → Q2, I2 → Q4, I3→Q8 Sample time 1 ms Show OFF Hexadecimal OFF Cont OF Settings... Pattern Clock Phase ON 1 Phase OFF 1 Count 10 download by : skknchat@gmail.com
Đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ trên thẻ thí nghiệm "Phép đo góc và tốc độ" tới tốc độ lớn nhất (theo chiều nào cũng được), bắt đầu một phép đo đơn lẻ và copy đường phân tích thu được vào ô trống dưới đây.
Q3Q2 Q2 Q1 Q0 I3 I2 I1 I0 0 1 2 3 4 5 6 7 t/s
Các điểm nào theo thời gian thay đổi theo mức xảy ra trên ít nhất hai kênh? Không thay đổi theo mức xảy ra đồng thời
Thay đổi theo mức xảy ra đồng thời. Đúng.
Giờ, mở thiết bị ảo Digital Encoder và đặt nó ở chế độ GRAY CODE như hình dưới:
Đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ tới một tốc độ thấp ban đầu theo chiều kim đồng hồ và bắt đầu đo bằng cách nhấn nút 'REC' trên bộ mã hóa số.
Sau đó, lặp lại thí nghiệm với một chuyển động ngược chiều kim đồng hồ.
Có sự khác nhau trong hành vi so sánh với địa mã hóa nhị phân không và nếu có thì nó là cái gì?
Đĩa mã hóa Gray đếm tới 31
Đĩa mã hóa Gray đếm tăng trong cả hai hướng quay (0...15). Đúng.
Không có sự khác nhau.
Tiếp theo, đặt bộ phận tinh chỉnh tốc độ lại tốc độ chậm theo chiều kim đồng hồ và bắt đầu và tạm dừng đo liên tiếp bằng nút 'REC' (cho đĩa tiếp tục quay).
Quan sát hiển thị vị trí ngay sau mỗi lần bắt đầu lại một phép đo.
Giá trị nào hiển thị ban đầu trong mỗi trường hợp?
Trong trường hợp mã hóa nhị phân, hiển thị ban đầu với giá trị vị trí thực tế bởi vì một cảm biến giá trị tuyệt được được sử dụng.
Hiển thị ban đầu với 0 bởi vì một cảm biến giá trị tuyệt được được sử dụng.
Giờ, dừng đĩa lại sau đó quay đĩa bằng tay tới vị trí 0.
Quay đĩa chậm theo chiều kim đồng hồ và quan sát hiển thị vị trí.
Đúng.
Vấn đề gặp phải trong trường hợp mã hóa nhị phân cũng xảy ra ở đây là gì?
Hành vi là giống như trong trường hợp mã hóa nhị phân
Vấn đề không xảy ra ở đây, bởi vì chỉ một bit thay đổi trên sự Đúng.
Sau đó, điều khiển đĩa một lần nữa tại một tốc độ thấp và gỡ bỏ một trong các đầu nối tín hiệu (hoặc ngừng một trong các cảm biến nhị phân sử dụng nút D0, D1, D2 hoặc D3 trên thiết bị ảo).
Quan sát tác động của việc gián đoạn tín hiệu lên hiển thị vị trí.
Lỗi 1 bit ảnh hưởng đến cái gì trên sự hiển thị vị trí?
Một lỗi của một bí không có ảnh hưởng, vì sự hiện diện của bit dư. Một phần tư của word mã hóa được ngắt không chính xác trong mỗi trường hợp
Đúng.
Một phần hai của word mã hóa được ngắt không chính xác trong mỗi trường hợp
Tất cả word mã hóa được ngắt không chính xác