Algorytmiczne metody podwyższania efektywnej rozdzielczości toru pomiarowego z częstotliwościowym nośnikiem informacji

• Autorzy: Pawłowski E.

Warianty tytułu

EN

Algorithmic methods for increasing the effective resolution of a measurement chain with frequency signal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tor pomiarowy z częstotliwościowym nośnikiem informacji wykazuje liczne zalety, wynikające przede wszystkim z łatwości i wysokiej dokładności przetwarzania częstotliwości w postać cyfrową. Pewną trudność stanowi jednak ocena jego właściwości metrologicznych, szczególnie w stanach dynamicznych. W pracy przedstawia się możliwości zwiększania efektywnej rozdzielczości takiego toru pomiarowego, wykorzystując opracowany algorytm symulacyjny generujący ciąg cyfrowych próbek wartości chwilowych sygnału częstotliwościowego z przetwornika U/F dla zadanego w postaci analitycznej sygnału wejściowego.

EN

The paper presents the issue of digital processing the signals in measurement systems with frequency output sensors. A digital frequency measurement can be made with a high accuracy using a variety of methods. Therefore it is beneficial to use in the measurement system sensors with frequency output, in particular if the processed physical quantity is constant or slowly variable. However, the difficulty appears in dynamic state, since digital measurement of a variable frequency is not always equivalent to its average value measurement. That is why in dynamic states an error related to averaging and the adopted method of assigning results to appropriate instants of time occurs, since the received signal samples are not distributed uniformly over time. A considerable problem in such cases is the assessment of processing errors. A convenient parameter for assessing the quality of such a measurement chain processing is the effective number of bits. The work focuses on verifying the possibility of increasing the effective resolution of the measurement chain with frequency signal by applying appropriate algorithms, in particular optimising the quantification and averaging errors. An own simulation algorithm allowing for obtaining digital samples of the frequency signal instantaneous values from a voltage-to-frequency converter for a known input signal given in analytical form was used. This enables testing various algorithms of digital processing the frequency signals and assessing the errors introduced by them. The work presents the results of the conducted research and the conclusions.

Słowa kluczowe

PL

częstotliwość chwilowa; przetwornik napięcie-częstotliwość; próbkowanie nierównomierne; metoda zliczania zależnego

EN

instantaneous frequency; voltage-to-frequency converter (VFC); nonuniform sampling; reciprocal counting method

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 12
• Strony: 1501--1503
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Pawłowski E.

• Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin,

Bibliografia

• [1] Pawłowski E.: Przetwarzanie sygnałów próbkowanych nierównomiernie w systemach pomiarowych z częstotliwościowym nośnikiem informacji. PAK 2007 nr 9bis, s. 130-133.
• [2] IEEE 1241 Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters, 2000.
• [3] Pawłowski E.: Efektywna liczba bitów w torze pomiarowym z sygnałem częstotliwościowym, Metrologia dziś i jutro, praca zbiorowa, red. Kiciński W., Swędrowski L., Gdańsk 2009, R 2.2, s. 75-85.
• [4] Pawłowski E.: Efektywna rozdzielczość przetwornika napięcie-częstotliwość w stanach dynamicznych. PAK 2010, nr 11, s. 1294-1297.
• [5] Pawłowski E.: Symulacja czujnika z wyjściem częstotliwościowym w stanach dynamicznych. PAK 2006 nr 9bis, s. 104-106.
• [6] Świsulski D., Pawłowski E., Porzeziński P.: Metoda zliczania zależnego w pomiarach i rejestracji prędkości obrotowej. Elektronizacja 1999 nr 11, s. 14-17.
• [7] Jakubiec J.: Losowe właściwości błędu kwantowania w systemie pomiarowym. PAK 2008 nr 1, s. 8-11.
• [8] Bryant J.: V/F converters, AN-361, Analog Dialogue vol.23-2, Analog Devices 1989, p. 20-21.