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    傳感器

    實時-R系列V傳感器 SSI信號的數據采集和傳輸(下)

      2022年03月22日  

      在上一期 “實時-R系列V傳感器 SSI信號的數據采集和傳輸(上) ”中,介紹了SSI的數據傳輸方式以及R系列V SSI的異步模式和同步模式1。今天,將繼續向大家介紹R系列V SSI信號的同步模式2和同步模式3。

      R系列V SSI的同步模式2是什么?

      在同步模式2中,傳感器的位移測量以及位移值的傳輸周期與同步模式1一樣會自適應控制器的數據輪詢周期。所不同的是,在同步模式2中,當控制器詢問上一次測量的位移值時,傳感器才啟動新一輪的測量。由于位移測量是隨著控制器的輪詢周期開始的,所以這也被稱為“同步啟動”。同步啟動的優點是,能夠確切地知道測量值的滯后程度,即測量是何時開始的-也就是在上一次的輪詢周期(圖1)。在測量執行期間,測量值不再更新。與任何同步測量一樣,時滯在同步模式2中也是恒定的。

    圖1:R系列V SSI信號的同步模式2示意圖

      在圖1中,控制器的輪詢周期較長,傳感器可以在每個周期都進行測量,并提供一個最近的測量值。但有些應用則要求很短的時間間隔內獲得測量值,此外,還必須考慮到傳感器執行測量和提供測量值所需的時間隨著傳感器行程長度的增加而延長。如果控制器的輪詢周期短于傳感器執行測量所需的時間,會發生什么情況?

      帶外推的同步模式2

      除了同步啟動,同步模式2還包括了線性外推法。在這里,在進行位移測量時,傳感器會根據前面的數據對位置磁鐵的運動進行線性估算。由于傳感器知道控制器的輪詢周期以及何時將請求下一個位移值,因此傳感器會推算出下一次輪詢時磁鐵的位置。在圖2中,傳感器的周期時間比圖1增加了一倍,控制器的輪詢周期縮短了,當傳感器同步到控制器的輪詢周期后,即使傳感器的周期時間大于控制器的輪詢周期,通過外推法,傳感器也會為每個輪詢周期提供一個新的測量值。對于每一個確定的測量值,都要進行檢查,并在必要時對線性外推值進行校正。

    圖2:R系列V SSI信號帶外推的同步模式2示意

      在這個例子中,外推法使得傳感器能夠在每個輪詢周期都可以提供一個新的測量值,且與它的行程長度無關,這樣最高可達到10 kHz的輪詢頻率。如果不進行外推,上一次的測量值將被重復上傳,直到得到新的測量值。

      因此同步模式2是同步啟動和外推法相結合的同步測量。在同步模式2中,如果控制器的輪詢周期小于傳感器的周期時間,則由傳感器自動激活外推法。

      R系列V SSI的同步模式3是什么樣的?

      與同步模式2一樣,同步模式3也是同步啟動和外推法相結合的同步測量。這意味著傳感器的位移測量也是從控制器的輪詢周期開始。同樣,當控制器的輪詢周期比傳感器的測量周期短時,傳感器就會激活外推。與同步模式2不同的是,同步模式3的另一個特點是使滯后誤差最小化。

      如前所述,在執行測量的過程中,當前測量值不會更新。然而,位置磁鐵通常不是靜止不動的,而是在這段時間內繼續移動。此時傳感器正忙于測量,因此不會考慮到磁鐵的移動。導致傳感器在執行測量和提供測量值的這段時間內,傳感器的輸出“滯后”于真實的位置值。這種滯后稱為滯后誤差或跟隨誤差。這種滯后誤差在同步模式3中可以被最小化。

      例如在圖3中,傳感器的測量周期為控制器輪詢周期的1.5個單位。如果傳感器上的位置磁鐵以恒定速度移動,則滯后誤差是恒定的:在本例中,滯后時間是輪詢周期的1.5個單位。由于傳感器知道確切的滯后量,所以它可以在計算位置值時考慮到這一點。在這個例子中:

      ? 時間3:

      輸出值=時間1的測量值+滯后誤差1.5個單位

      ? 時間4:

      輸出值=時間1的測量值+滯后誤差1.5單位+外推值

      ? 時間5:

      輸出值=時間3的測量值 +滯后誤差1.5個單位

      ? 時間6:

      輸出值=時間3的測量值 +滯后誤差1.5個單位+外推值

      ? 時間7:

      輸出值=時間5時的測量值 +滯后誤差1.5個單位

    圖3:R系列V SSI信號帶外推的同步模式3示意圖

      即對于與同步模式2相同的同步啟動,用戶知道測量值有多“滯后”,當上傳數據時,這個測量值已經“過時”了。但在同步模式3中,這個部分通過最小化滯后誤差來被考慮在內。因此,傳感器在輪詢時上傳的測量值非常非常接近磁鐵在輪詢時的實際位置。

      這對實際應用意味著什么?

      在R系列V SSI傳感器中,數據采集和傳輸的不同模式允許用戶在測量時根據其應用選擇傳感器的不同時序。這個模式可通過TempoLink?智能助手現場更改。

      例如在多軸同步的應用中,能夠跟隨控制器的時鐘進行同步測量是一個必要的要求。同步啟動的優勢在于用戶確切地知道測量值是在什么時候確定的。此外,即使控制器輪詢周期比傳感器測量周期更短,外推法也可以提供最新的測量值。因此R系列V SSI傳感器始終能夠提供最新最準確的位移值。

    (文章來源:Temposonics傳感器)

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