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DI, DO, DAC, HRENC und SYNTH
Orthogonales System zur Positionsbestimmung im
Kreis
Abgetastet werden zu jedem Zeitpunkt beide Signale. Allein schon durch die Information über den aktuellen
Quadranten erreicht man eine vierfach höhere Auflösung für die Positionsbestimmung als durch das Zählen
eines Impulses bei einem einspurigen Inkrementalgeber-Sensor. Durch den sich aus dem Vergleich der beiden
Werte des Sinus mit dem des Cosinus ergebenen Tangens wird eine Amplitudenunabhängigkeit erreicht. Diese
ist notwendig, um auch Inkrementalgeber mit unbekannter Amplitude hochauflösend einsetzen zu können, da
sich diese durch Verschleißerscheinungen ändern kann. Zudem gibt es viele SinCos-Geber deren Signalverlauf
frequenzabhängig ist. Bei optoelektronischen SinCos-Gebern tritt mit steigender Frequenz eine
Bandbreitenbegrenzung des Signals auf und durch sinkenden Oberwellenanteil ändert sich seine Form von einer
Dreiecksform hin zu einer Sinusform. Ein weiteres Problem liegt in der Unsymmetrie des Sensorsignals durch
Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Sensoren. Bei Verschleißerscheinungen oder Fertigungstoleranzen
von SinCos-Gebern empfiehlt sich eine Kalibrierung des Gebers. Das bekannte Auslaufverhalten einer Welle mit
großer Massenträgheit könnte verwendet werden, um den genauen Signalverlauf über dem Winkel
aufzunehmen und zu speichern.
Schon früh wurden SinCos-Geber zur Auflösungserhöhung verwendet, allerdings zu Zwecken der
Impulsvervielfachung und nicht, um die analogen Zwischenwerte auszuwerten. Für diese Art der Auswertung
werden die beiden Signale gewichtet verglichen. Durch passende Wichtung können bei idealem Verlauf Impulse
zu jedem Winkel (q) erzeugt werden. Außerdem ist die Vergleichsposition unabhängig von der Signalamplitude.
© 2023 imc Test & Measurement GmbH
Für eine hohe Auflösung müssen möglichst linear verlaufende
Signalabschnitte ausgewertet werden. Aus diesem Grund werden
von den beiden Spannungssignalen des SinCos-Gebers die hier im
Bild markierten Abschnitte für die Auflösungs-erhöhung
abgetastet, da dort das sinusförmige Signal eine genaue
Zuordnung des Weges bei hoher Auflösung zulässt. Dadurch wird
eine Auflösungserhöhung um den Faktor 256 und eine
Genauigkeitserhöhung um den Faktor 10 erreicht.
Für Auswertung analoger Zwischenwerte benutzte Signalabschnitte
imc CRONOS Systemfamilie - Handbuch, Edition 11 - 06.06.2023
Kapitel 8
Seite 288
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