RU2740511C1 - Angle in code transducer error correction device - Google Patents
Angle in code transducer error correction device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740511C1 RU2740511C1 RU2020120858A RU2020120858A RU2740511C1 RU 2740511 C1 RU2740511 C1 RU 2740511C1 RU 2020120858 A RU2020120858 A RU 2020120858A RU 2020120858 A RU2020120858 A RU 2020120858A RU 2740511 C1 RU2740511 C1 RU 2740511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- angle
- output
- adder
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и технике автоматического регулирования, в частности, к преобразователям угла в код, и может быть использовано в системах где требуется измерять положение с высокой точностью. Изобретение целесообразно использовать при проектировании специализированных интегральных схем датчиков положения.The invention relates to measuring and automatic control technology, in particular, to angle-to-code converters, and can be used in systems where it is required to measure position with high accuracy. The invention is expediently used in the design of specialized integrated circuits for position sensors.
Известен способ цифрового преобразования угла в код с коррекцией ошибки преобразования [1] основанный на том, что значения выходного кода образуют суммированием выходного кода основного канала амплитудного цифрового преобразования угла следящего типа и выходного кода корректирующего канала, при этом соответствующие значения выходного кода корректирующего канала формируют при вращении ротора датчика угла основного канала преобразования с постоянной угловой скоростью, равной половине ее максимального рабочего значения, путем аналого-цифрового преобразования тахометрического сигнала основного канала преобразования, интегрирования переменной составляющей преобразованного тахометрического сигнала и регистрации проинтегрированного сигнала. Недостатком данного технического решения является требование наличия дополнительного канала для коррекции кода угла.A known method of digital conversion of an angle into a code with a conversion error correction [1] is based on the fact that the values of the output code are formed by summing the output code of the main channel of the amplitude digital conversion of the tracking angle and the output code of the correcting channel, while the corresponding values of the output code of the correcting channel are formed when rotation of the rotor of the angle sensor of the main conversion channel with a constant angular velocity equal to half its maximum operating value, by analog-digital conversion of the tachometric signal of the main conversion channel, integrating the variable component of the converted tachometric signal and registering the integrated signal. The disadvantage of this technical solution is the requirement for an additional channel to correct the angle code.
Известен способ цифрового преобразования угла в код с коррекцией ошибки преобразования [2] основанный на том что для коррекции ошибки преобразования используется два канала преобразования (два датчика) с различными спектрами пространственной погрешности. Вычисляются разности первого и второго кодов угла, по которым определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности первого датчика, формируют первую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности первого датчика для угла, соответствующего первому коду угла, формируют выходной код, прибавляя первую поправку к первому коду угла. Недостатком данного решения является то что для коррекции ошибки преобразования требуется два датчика с разным спектром ошибки, что в случае реализации на уровне интегрального датчика положения со встроенной сенсорной системой невозможно технически.There is a method of digital conversion of an angle into a code with a conversion error correction [2] based on the fact that two conversion channels (two sensors) with different spectra of spatial error are used to correct the conversion error. Differences of the first and second angle codes are calculated, according to which the amplitudes and phases of the spatial harmonics of the error of the first sensor are determined, the first correction is formed as the sum of the spatial harmonics of the error of the first sensor for the angle corresponding to the first angle code, the output code is generated by adding the first correction to the first angle code. The disadvantage of this solution is that to correct the conversion error, two sensors with different error spectra are required, which, if implemented at the level of an integral position sensor with an integrated sensor system, is technically impossible.
Известен преобразователь угол-код [3] реализованный в микросхеме обработки сигналов с синусно-косинусных датчиков положения. В тракте обработки данной микросхемы реализован прямой алгоритм коррекции синусно-косинусного сигнала, включающий коррекцию смещения (в том числе и по датчику температуры), разбаланса амплитуд и фазового сдвига. Корректированный сигнал поступает на преобразователь угол-код. Описанная конструкция широко применяется для коррекции ошибки преобразователей угол-код, но применима только для преобразователей с независимым преобразованием синусно-косинусного сигнала на дискретных АЦП и кроме того не может компенсировать 3-ю и 4-ю гармоники (связанную с нелинейными искажениями), а компенсируют только первую и вторую гармоники.Known converter angle-code [3], implemented in a chip for processing signals from sine-cosine position sensors. In the processing path of this microcircuit, a direct algorithm for correcting the sine-cosine signal is implemented, including the correction of the offset (including the temperature sensor), amplitude imbalance and phase shift. The corrected signal is fed to the angle-code converter. The described design is widely used to correct the error of angle-code converters, but is applicable only for converters with independent conversion of a sine-cosine signal on discrete ADCs and, moreover, cannot compensate for the 3rd and 4th harmonics (associated with nonlinear distortions), but compensate only the first and second harmonics.
Известно довольно много методов коррекции сигналов преобразователей различного типа основанных на коррекции ошибки преобразования умножением выхода датчика на корректирующий полином с различными степенями, чем выше степень - тем точнее можно минимизировать ошибку преобразования. Данный метод универсален и применим для преобразователей различного типа, в том числе и преобразователей угол-код. Подобный метод описан, например, в [4], [5] и в различных модификациях используется в огромном количестве устройств. Недостатками данного метода является либо его ресурсоемкость при конвейерной аппаратной реализации (требует умножителей и чем больше степень полинома, тем больше требований к разрядности) либо невысокое быстродействие при программной реализации с использованием последовательного вычислителя (например, на основе микроконтроллера).There are quite a few methods for correcting signals of converters of various types based on the correction of the conversion error by multiplying the sensor output by a correcting polynomial with different degrees, the higher the degree, the more accurately the conversion error can be minimized. This method is universal and applicable for converters of various types, including angle-code converters. A similar method is described, for example, in [4], [5] and is used in various modifications in a huge number of devices. The disadvantages of this method are either its resource intensity in a pipelined hardware implementation (it requires multipliers and the greater the degree of the polynomial, the more requirements for the bit width) or low performance in software implementation using a sequential calculator (for example, based on a microcontroller).
Известен метод цифровой коррекции ошибки преобразования для синусно-косинусных преобразователей угол-код [6] включающий два АЦП преобразующих аналоговые синусный и косинусный сигналы в цифровой код, с выходов АПЦ сигналы поступают на вход блока коррекции смещения, разбаланса амплитуд и фазы, с выхода блока коррекции сигналы поступают на детектор разбаланса смещения, разбаланса усилений и фазы, с выхода детектора на вход блока коррекции поступают сигналы пропорциональные соответствующим разбалансам. Скорректированный сигнал после коррекции разбалансов поступает на блок коррекции гармонических искажений (3-я гармоника синусного и косинусного сигнала) и далее на преобразователь угол-код. Данное решение применимо только для преобразователей, в которых синусно-косинусные сигналы преобразуются в цифровой код и лишь затем поступают на преобразователь угол-код, и не применимо для целого класса следящих преобразователей угол-код где отсутствует промежуточное преобразование синусного и косинусного сигналов в цифровой код [7, 8].A known method of digital correction of the conversion error for sine-cosine converters angle-code [6] includes two ADCs that convert analog sine and cosine signals into a digital code, from the outputs of the ADC signals are fed to the input of the offset correction unit, amplitude and phase imbalance, from the output of the correction unit the signals go to the detector of displacement imbalance, gain and phase imbalance, signals proportional to the corresponding imbalances are sent from the detector output to the input of the correction unit. The corrected signal after the imbalance correction is fed to the harmonic distortion correction unit (3rd harmonic of the sine and cosine signal) and then to the angle-code converter. This solution is applicable only for converters in which sine-cosine signals are converted into a digital code and only then fed to an angle-code converter, and is not applicable for a whole class of tracking angle-code converters where there is no intermediate conversion of sine and cosine signals into a digital code [ 7, 8].
Задачей изобретения является повышение точности преобразователей угла в код с получением корректирующих коэффициентов с использованием только кода угла, а именно устранении нелинейностей с периодами кратными 1, 2, 3, 4 относительно периода сигнала (первая, вторая, третья и четвертая гармоники).The objective of the invention is to improve the accuracy of angle-to-code converters with obtaining correction coefficients using only the angle code, namely, to eliminate nonlinearities with periods multiples of 1, 2, 3, 4 relative to the signal period (first, second, third and fourth harmonics).
Поставленная задача решается благодаря тому, что код угла преобразователя суммируется с набором поправочных значений, полученных из данного кода угла:The problem is solved due to the fact that the angle code of the transducer is summed with a set of correction values obtained from this angle code:
- для 1-го поправочного значения путем преобразования CORDIC в режиме поворот со сдвигом на фиксированное значение, сигнал берется с выхода SIN блока CORDIC;- for the 1st correction value by converting CORDIC in the mode of rotation with a shift by a fixed value, the signal is taken from the SIN output of the CORDIC block;
- для 2-го поправочного значения путем сдвига кода угла влево на один разряд и преобразования CORDIC в режиме поворот со сдвигом на фиксированное значение, сигнал берется с выхода SIN блока CORDIC;- for the 2nd correction value by shifting the angle code to the left by one digit and converting CORDIC in the mode of rotation with a shift by a fixed value, the signal is taken from the SIN output of the CORDIC block;
- для 3-го поправочного значения путем преобразования CORDIC в режиме поворот со сдвигом на фиксированное значение, сигнал берется с выхода SIN блока CORDIC, умножением на 3, с последующим вычитанием из этого значения другого значения, полученного путем сдвига кода угла на один разряд влево и преобразования CORDIC в режиме поворот со сдвигом на фиксированное значение, сигнал берется с выхода COS блока CORDIC, вычитанием данного значения из значения соответствующего максимальному для блока CORDIC, сдвига вправо на один разряд, умножение на выход SIN первого блока CORDIC с последующим сдвигом на 2 разряда влево, сигнал берется с выхода вичитателя;- for the 3rd correction value by converting CORDIC in the rotation with a shift by a fixed value, the signal is taken from the SIN output of the CORDIC block, multiplying by 3, followed by subtracting from this value another value obtained by shifting the angle code one bit to the left and converting CORDIC in the mode of rotation with a shift by a fixed value, the signal is taken from the COS output of the CORDIC block, subtracting this value from the value corresponding to the maximum for the CORDIC block, shifting to the right by one bit, multiplying by the SIN output of the first CORDIC block, followed by a shift by 2 bits to the left , the signal is taken from the output of the reader;
- для 4-го поправочного значения путем сдвига кода угла влево на два разряда и преобразования CORDIC в режиме поворот со сдвигом на фиксированное значение, сигнал берется с выхода SIN блока CORDIC.- for the 4th correction value by shifting the angle code to the left by two digits and converting CORDIC in the mode of rotation with a shift by a fixed value, the signal is taken from the SIN output of the CORDIC block.
Между совокупностью существенных признаков заявленного изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно, блок цифровой коррекции кода угла позволяет обеспечить коррекцию нелинейностей кода угла имеющих гармонический характер с периодами кратными периоду кода угла, а именно устранить первую, вторую, третью и четвертую гармоники.There is a causal relationship between the set of essential features of the claimed invention and the achieved technical result, namely, the digital angle code correction unit makes it possible to correct the nonlinearities of the angle code having a harmonic character with periods that are multiples of the angle code period, namely to eliminate the first, second, third and fourth harmonics.
Математически техническая сущность предложенного изобретения описывается системой выражений:Mathematically, the technical essence of the proposed invention is described by the system of expressions:
ϕ1=АМР1⋅sin(DOFFSET1+ANGLE[N:0])ϕ 1 = AMP1⋅sin (DOFFSET1 + ANGLE [N: 0])
ϕ2=АМР2⋅sin(DOFFSET2+ANGLE[N-1:0])ϕ 2 = AMP2⋅sin (DOFFSET2 + ANGLE [N-1: 0])
ϕ3=3⋅NMAX⋅АМР3.1⋅sin(DOFFSET3.1+ANGLE[N:0])-4⋅M3 ϕ 3 = 3⋅NMAX⋅АМР3.1⋅sin (DOFFSET3.1 + ANGLE [N: 0]) - 4⋅M 3
ϕ4=AMP4⋅sin(DOFFSET4+ANGLE[N-2:0])ϕ 4 = AMP4⋅sin (DOFFSET4 + ANGLE [N-2: 0])
ANGLE_CORR=ANGLE[N:0]+ϕ1+ϕ2+ϕ3+ϕ4 ANGLE_CORR = ANGLE [N: 0] + ϕ 1 + ϕ 2 + ϕ 3 + ϕ 4
Техническая сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, где фиг. 1 содержит структурную схему блока коррекции кода угла преобразователя угол-код, фиг. 2 содержит структурную схему формирования первого поправочного значения, фиг. 3 содержит структурную схему формирования второго поправочного значения, фиг. 4 содержит структурную схему формирования третьего поправочного значения, фиг. 5 содержит структурную схему формирования четвертого поправочного значения, на фиг. 6-13 приведены графики демонстрирующие работу устройства.The technical essence of the proposed invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 contains a block diagram of the angle code correction unit of the angle-code converter, FIG. 2 contains a block diagram of the formation of the first correction value, FIG. 3 contains a block diagram of the formation of the second correction value, FIG. 4 contains a block diagram of the formation of the third correction value, FIG. 5 contains a block diagram of the formation of the fourth correction value, FIG. 6-13 are graphs showing the operation of the device.
Структура схемы коррекции ошибки приведена на фиг. 1. и содержит:The structure of the error correction circuit is shown in FIG. 1.and contains:
1 - преобразователь угол-код;1 - angle-code converter;
2 - блок формирования 1-го поправочного значения;2 - block of formation of the 1st correction value;
3 - блок формирования 2-го поправочного значения3 - block of formation of the 2nd correction value
4 - блок формирования 3-го поправочного значения;4 - block of formation of the 3rd correction value;
5 - блок формирования 4-го поправочного значения;5 - block of formation of the 4th correction value;
6 - первый сумматор;6 - the first adder;
7 - второй сумматор;7 - the second adder;
8 - третий сумматор;8 - the third adder;
9 - четвертый сумматор.9 - fourth adder.
С выхода преобразователя угол-код 1 сигнал поступает на блоки формирования поправочных значений ϕ1-ϕ4 2-5, с выхода каждого из которых сигналы поступают на входы соответствующих сумматоров 6-9.From the output of the converter angle-
Структурная схема блока формирования 1-го поправочного значения показана на фиг. 2 и содержит:The block diagram of the block for generating the 1st correction value is shown in FIG. 2 and contains:
10 - сумматор;10 - adder;
11 - регистр сдвига начального значения;11 - shift register of the initial value;
12 - блок CORDIC в режиме поворот;12 - CORDIC block in rotation mode;
13 - регистр амплитуды выходного сигнала.13 - register of the amplitude of the output signal.
Код угла сдвигается на фиксированное значение путем сложения с регистром сдвига начального значения 11. После чего смещенный код угла поступает на вход блока CORDIC в режиме «поворот», амплитуда выходного сигнала блока CORDIC задается регистром 13. Выход SIN блока 12 является первым поправочным значением ϕ1 кода угла.The angle code is shifted by a fixed value by adding the
Структурная схема блока формирования 2-го поправочного значения показана на фиг. 3 и содержит:The block diagram of the block for generating the 2nd correction value is shown in FIG. 3 and contains:
14 - сумматор;14 - adder;
15 - регистр сдвига начального значения;15 - shift register of the initial value;
16 - блок CORDIC в режиме поворот;16 - CORDIC block in rotation mode;
17 - регистр амплитуды выходного сигнала.17 - register of the amplitude of the output signal.
Код угла без старшего бита, сдвигается на фиксированное значение путем сложения на сумматоре 14 с регистром сдвига начального значения 15. После чего смещенный код угла поступает на вход блока CORDIC в режиме «поворот», амплитуда выходного сигнала блока CORDIC задается регистром 17. Выход SIN блока 16 является вторым поправочным значением ϕ2 кода угла.The angle code without the most significant bit is shifted by a fixed value by adding on the
Структурная схема блока формирования 3-го поправочного значения показана на фиг. 4 и содержит:The block diagram of the block for generating the 3rd correction value is shown in FIG. 4 and contains:
18 - сумматор 1;18 -
19 - регистр 1 сдвига начального значения;19 - register 1 shift of the initial value;
20 - блок 1 CORDIC в режиме поворот;20 -
21 - регистр амплитуды 1 3-го поправочного значения;21 - register of
22 - сумматор 2;22 -
23 - регистр 2 сдвига начального значения;23 -
24 - блок 2 CORDIC в режиме поворот;24 -
25 - регистр амплитуды 2 3-го поправочного значения;25 - register of
26 - вычитатель 1;26 -
27 - регистр максимального значения амплитуды NMAX;27 - register of the maximum value of the amplitude NMAX;
28 - регистр сдвига на 1 разряд вправо;28 -
29 - умножитель 1;29 -
30 - умножитель 2;30 -
31 - регистр сдвига на 2 разряда влево;31 -
32 - компенсирующий умножитель;32 - compensating multiplier;
33 - вычитатель 2.33 -
Код угла сдвигается на фиксированное значение путем сложения на сумматоре 18 с регистром 1 сдвига начального значения 19. После чего смещенный код угла поступает на вход блока CORDIC 20 в режиме «поворот», амплитуда выходного сигнала SIN блока CORDIC задается регистром 21. Код угла без старшего бита, сдвигается на фиксированное значение путем сложения на сумматоре 22 с регистром сдвига начального значения 23. После чего смещенный код угла поступает на вход блока CORDIC 24 в режиме «поворот», амплитуда выходного сигнала COS блока CORDIC задается регистром 25. Выход COS подается на вычитатель 26 где вычитается из регистра максимального значения NMAX 27. С выхода вычитателя сигнал поступает на регистр сдвига на один разряд вправо 28 и далее на умножитель 30 где перемножается с выходом SIN блока CORDIC 20, с выхода умножителя сигнал сдвигается на регистре 31 на два разряда влево. Выход SIN блока CORDIC 20 умножается на 3 на умножителе 29 и далее поступает на вход компенсирующего умножителя 32 (для компенсации разницы амплитуд между двумя ветвями блока связанной с целочисленным представлением данных) и далее на вход вычитателя 33. На второй вход вычитателя 33 поступает сигнал с выхода регистра сдвига 31. Выход вычитателя 33 является третьим поправочным значением ϕ3 кода угла.The angle code is shifted by a fixed value by adding on the
Структурная схема блока формирования 4-го поправочного значения показана на фиг. 5 и содержит:The block diagram of the 4th correction value generating unit is shown in FIG. 5 and contains:
34 - сумматор;34 - adder;
35 - регистр сдвига начального значения;35 - shift register of the initial value;
36 - блок CORDIC в режиме поворот;36 - CORDIC block in rotation mode;
37 - регистр амплитуды выходного сигнала.37 - register of the amplitude of the output signal.
Код угла без двух старших бит, сдвигается на фиксированное значение путем сложения на сумматоре 34 с регистром сдвига начального значения 35. После чего смещенный код угла поступает на вход блока CORDIC 36 в режиме «поворот», амплитуда выходного сигнала блока CORDIC задается регистром 37. Выход SIN блока 36 является четвертым поправочным значением ϕ4 кода угла.The angle code without the two most significant bits is shifted by a fixed value by adding on the
Предложенная конструкция позволяет скорректировать ошибку угла, вызванную неидеальностью сенсорой системы и аналогового тракта обработки и имеющие периодический характер.The proposed design makes it possible to correct the angle error caused by the imperfection of the sensor system and the analog processing path and having a periodic nature.
На фиг. 6-8 показаны графики, демонстрирующие работу системы коррекции ошибки для компенсации нелинейности 1-го порядка (первая гармоника), вызванные, например, постоянным напряжением смещения в синусном и/или косинусном каналах. Показаны графики для случаев наличия постоянного напряжения смещения (амплитуда сигнала 1 В, разрешение преобразователя 13 бит или 0.05°):FIG. 6-8 are graphs showing the operation of the error correction system to compensate for 1st order nonlinearity (first harmonic) caused, for example, by DC bias voltage in the sine and / or cosine channels. The graphs are shown for cases where a DC bias voltage is present (signal amplitude 1 V,
- 20 мВ только на синусном канал;- 20 mV only for the sine channel;
- 40 мВ только на косинусном канале;- 40 mV only on the cosine channel;
- по 20 мВ на синусном и косинусном каналах.- 20 mV each on sine and cosine channels.
Результаты работы системы коррекции показаны в таблице 1. Система компенсирует ошибку нелинейности первого порядка более чем в 20 раз (от значений 2-5° до уровня 0,1° для преобразователя с разрешением 13 бит).The results of the correction system are shown in Table 1. The system compensates for the first-order nonlinearity error by more than 20 times (from 2-5 ° to 0.1 ° for a 13-bit converter).
На фиг. 9, 10 показаны графики, демонстрирующие работу системы коррекции ошибки для компенсации нелинейности 2-го порядка (вторая гармоника), вызванные, например, различием амплитуд в синусном и косинусном канале. Результаты работы системы коррекции для случаем различия амплитуд синусного и косинусного каналов 0,9 и 1,1 показаны в таблице 1. Система компенсирует ошибку нелинейности второго порядка более чем в 20 раз (от значений порядка 6° до уровня 0,2° для преобразователя с разрешением 13 бит).FIG. 9, 10 are graphs showing the operation of the error correction system to compensate for 2nd order nonlinearity (second harmonic) caused, for example, by the difference in amplitudes in the sine and cosine channels. The results of the correction system for the case of differences in the amplitudes of the sine and cosine channels 0.9 and 1.1 are shown in Table 1. The system compensates for the second-order nonlinearity error by more than 20 times (from values of the order of 6 ° to a level of 0.2 ° for a converter with 13 bit resolution).
На фиг. 11 показаны графики работы системы коррекции для компенсации нелинейности 4-го порядка. Такие нелинейности вызваны нелинейными искажениями в аналоговом тракте преобразователей угол-код. На рисунке показана ошибка преобразования, вызванная нелинейными искажениями в синусном и косинусном каналах на уровне 2%, которая составляет ±1,14°. Подобранные корректирующие коэффициенты позволяют снизить ошибку практически в 10 раз.FIG. 11 shows the graphs of the operation of the correction system to compensate for the 4th order nonlinearity. Such nonlinearities are caused by nonlinear distortions in the analog path of angle-code converters. The figure shows the conversion error caused by harmonic distortion in the sine and cosine channels at the 2% level, which is ± 1.14 °. The selected correction factors can reduce the error by almost 10 times.
На фиг. 12 показаны результаты работа системы коррекции для компенсации нелинейности вызванной всеми описанными выше факторами (смещение, различие амплитуд, нелинейные искажения) и включающие гармоники первого, второго и четвертого порядков. Подбором коэффициентов 1, 2 и 4-го каналов удалось снизить ошибку преобразования в 20 раз.FIG. 12 shows the results of the operation of the correction system to compensate for the nonlinearity caused by all the factors described above (offset, amplitude difference, nonlinear distortion) and including harmonics of the first, second and fourth orders. By selecting the coefficients of the 1st, 2nd and 4th channels, it was possible to reduce the conversion error by 20 times.
На фиг. 13 показаны результаты работы системы коррекции для компенсации нелинейности третьего порядка (вызванной, например, механическими факторами) на уровне 5%. Подбором коэффициентов удалось снизить ошибку преобразования в 7 раз.FIG. 13 shows the results of the correction system to compensate for third-order nonlinearity (caused, for example, by mechanical factors) at the 5% level. By choosing the coefficients, it was possible to reduce the conversion error by 7 times.
Приведенные в таблице 1 данные показывают эффективность предложенной системы коррекции - ошибка преобразования снижается в 7-20 раз и более.The data presented in Table 1 show the effectiveness of the proposed correction system - the conversion error is reduced by 7-20 times or more.
Алгоритм получения корректирующих коэффициентов предполагает начальный прогон преобразователя угол-код (датчика углового положения) на весь оборот с построением кривой ошибки сравнением с эталонным датчиком. По кривой ошибки определяют корректирующие коэффициенты. При наличии нескольких гармоник для определения амплитудных коэффициентов каждой гармоники АМР1-АМР4 можно использовать преобразование Фурье.The algorithm for obtaining the correction coefficients assumes an initial run of the angle-code converter (angular position sensor) for the entire revolution with the construction of an error curve by comparison with a reference sensor. Correction factors are determined from the error curve. If there are several harmonics, the Fourier transform can be used to determine the amplitude coefficients of each AMP1-AMP4 harmonic.
Для повышения точности вычисления корректирующих коэффициентов можно использовать блоки CORDIC с разрешением, существенно превышаемым необходимое для коррекции ошибки, с последующим сдвигом вправо на требуемое количество разрядов.To increase the accuracy of calculating the correction factors, you can use CORDIC blocks with a resolution significantly exceeding that required for error correction, followed by a shift to the right by the required number of bits.
Технико-экономический эффект от предложенного изобретения заключается в повышении точности датчиков углового положения. Изобретение наиболее эффективно при интегральной реализации для коррекции ошибки преобразования в составе интегральных микросхем датчиков углового положения.The technical and economic effect of the proposed invention is to improve the accuracy of the angular position sensors. The invention is most effective in the integrated implementation for the correction of the conversion error in the integrated circuits of angular position sensors.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ 24889581. RF patent 2488958
2. Патент РФ 22354222. RF patent 2235422
3. Статья «Интегральный процессор положения для прецизионных систем управления перемещением подвижных узлов и механизмов». Журнал «Компоненты и технологии», №7, 2016, стр. 81-85.3. Article "Integrated position processor for precision control systems for the movement of moving units and mechanisms." Journal "Components and Technologies", No. 7, 2016, pp. 81-85.
4. Статья «А Temperature Compensation Algorithm Based on Curve Fitting and Spline Interpolation». Chemical Engineering Transactions, 2016, №51, стр. 1345-1350.4. Article "A Temperature Compensation Algorithm Based on Curve Fitting and Spline Interpolation". Chemical Engineering Transactions, 2016, no. 51, pp. 1345-1350.
5. Статья «PDF-Based Progressive Polynomial Calibration Method for Smart Sensors Linearization». IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, 2009, том 58, №9, стр. 3245-3252.5. Article "PDF-Based Progressive Polynomial Calibration Method for Smart Sensors Linearization". IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, 2009, Vol. 58, No. 9, pp. 3245-3252.
6. Патент США 72508816. US patent 7250881
7. Полезная модель РФ 1674287. Utility model of the Russian Federation 167428
8. Патент РФ 26594688. RF patent 2659468
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120858A RU2740511C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Angle in code transducer error correction device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120858A RU2740511C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Angle in code transducer error correction device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740511C1 true RU2740511C1 (en) | 2021-01-15 |
Family
ID=74183843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020120858A RU2740511C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Angle in code transducer error correction device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740511C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2115229C1 (en) * | 1996-04-19 | 1998-07-10 | Валерий Николаевич Погорецкий | Analog-to-digital angle converter |
RU2235422C1 (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-27 | ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for converting shaft angle of turn to code |
US20060077083A1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-13 | Mitutoyo Corporation | Encoder output signal correction apparatus and method |
US7250881B2 (en) * | 2004-10-13 | 2007-07-31 | Mitutoyo Corporation | Encoder output signal correction apparatus and method |
RU2488958C1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") | Digital angle conversion method |
RU167428U1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-01-10 | Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" | SINUS-COSINUS SIGNAL CONVERTER TO POSITION CODE |
RU2659468C1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Following sine and cosine angle-to-code converter |
-
2020
- 2020-06-16 RU RU2020120858A patent/RU2740511C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2115229C1 (en) * | 1996-04-19 | 1998-07-10 | Валерий Николаевич Погорецкий | Analog-to-digital angle converter |
RU2235422C1 (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-27 | ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for converting shaft angle of turn to code |
US20060077083A1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-13 | Mitutoyo Corporation | Encoder output signal correction apparatus and method |
US7250881B2 (en) * | 2004-10-13 | 2007-07-31 | Mitutoyo Corporation | Encoder output signal correction apparatus and method |
RU2488958C1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") | Digital angle conversion method |
RU167428U1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-01-10 | Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" | SINUS-COSINUS SIGNAL CONVERTER TO POSITION CODE |
RU2659468C1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Following sine and cosine angle-to-code converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4713123B2 (en) | Encoder output signal correction device | |
KR0169550B1 (en) | Absolute position detection apparatus and error compensation method therefor | |
US10788319B2 (en) | Angle detection device | |
KR101502259B1 (en) | Device for detecting multi-turn absolute rotation angle, and method for detecting rotation angle thereof | |
US6911925B1 (en) | Linearity compensation by harmonic cancellation | |
JP3220411B2 (en) | Interpolation circuit of encoder | |
US5134404A (en) | Quadrature error correction | |
US10389281B2 (en) | Correcting offset and gain drift related angle errors with motor position detectors | |
US5506579A (en) | Absolute encoder using multiphase analog signals | |
KR101053441B1 (en) | Capacitor Mismatch Error Correction Method and Apparatus for Algorithmic Analog-to-Digital Converter | |
US20110134984A1 (en) | Apparatus and method for obtaining phase corresponding to object position | |
RU2740511C1 (en) | Angle in code transducer error correction device | |
US9071260B2 (en) | Method and related device for generating a digital output signal corresponding to an analog input signal | |
RU2741075C1 (en) | Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction | |
US6950769B2 (en) | Encoder signal interpolation divider | |
JPH06341855A (en) | Position measuring apparatus | |
US6484120B1 (en) | Position detection data generating method and apparatus based on phase shift principle | |
JP2010014646A (en) | Measuring device | |
Lukić et al. | A compact and cost-effective linearization circuit used for angular position sensors | |
KR102506405B1 (en) | Angle measurement system using magnetic encoder, measurement method therefor, parameter setting method of the angle measurement system | |
JP2008180547A (en) | Interpolation error correction system | |
JP2024503359A (en) | Linearization of magnetic sensor output based on continuous correction of high-order voltage output components | |
Jovanović et al. | An improved linearization circuit used for optical rotary encoders | |
Serov et al. | Application of Chebyshev Polynomials to Estimate the RMS Measurement Error Caused by ADC Nonlinearity | |
RU2289881C1 (en) | Method for converting residue classes system into voltage |