增量式時(shí)柵E+E位移傳感器原理及系統(tǒng)研究
圓分度的精度測(cè)量是幾何量測(cè)量zui重要的內(nèi)容之一,其分度器件從機(jī)械式、光學(xué)式、光學(xué)機(jī)械式,發(fā)展到機(jī)電、光機(jī)電相結(jié)合的新型分度器件,如光柵、磁柵和感應(yīng)同步器等。時(shí)柵是一種全新概念,它是機(jī)械、電子和微處理器相結(jié)合的新型圓分度器件。

增量式時(shí)柵E+E位移傳感器原理及系統(tǒng)研究
在研究TST方法和如何提高式時(shí)柵響應(yīng)特性的基礎(chǔ)上,*提出了一種新型時(shí)柵E+E位移傳感器原理——增量式時(shí)柵E+E位移傳感器原理。并就增量式時(shí)柵E+E位移傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法、電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討和研究,并付諸實(shí)踐,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,初步驗(yàn)證了該原理的可行性,使得該原理在指導(dǎo)傳感器設(shè)計(jì)應(yīng)用中成為可能。基于三角法的增量式時(shí)柵E+E位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛,在質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)備維護(hù)、流程和設(shè)備監(jiān)控、機(jī)械和生產(chǎn)自動(dòng)化以及研發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域中,E+E位移傳感器都為優(yōu)化產(chǎn)品和流程起到了決定性作用。但是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍然沒(méi)有比較成熟的三角法增量式時(shí)柵E+E位移傳感器產(chǎn)品問(wèn)世,市場(chǎng)都被國(guó)外產(chǎn)品占據(jù),而國(guó)外產(chǎn)品的價(jià)格非常昂貴,因此找出增量式時(shí)柵E+E位移傳感器在輸出特性上與國(guó)外產(chǎn)品的差距,提出改進(jìn)方案是一項(xiàng)很有應(yīng)用價(jià)值的工作。討論了通過(guò)控制實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量和顯示,運(yùn)用單片機(jī)作為中央處理器處理數(shù)據(jù)以及控制系統(tǒng)動(dòng)作,采用隨機(jī)型增量式時(shí)柵E+E位移傳感器和半圓型增量式時(shí)柵E+E位移傳感器,使用電子線路對(duì)增量式時(shí)柵E+E位移傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理和線性補(bǔ)償,擴(kuò)大了傳感器的測(cè)量范圍。利用反射式增量式時(shí)柵E+E位移傳感器的工作原理,通過(guò)對(duì)反射光強(qiáng)信號(hào)的檢測(cè),提出了一種用于軋輥磨損度在線非接觸檢測(cè)的光電檢測(cè)法。增量式時(shí)柵E+E位移傳感器是在TST方法的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新的位移測(cè)量原理,其原理和思想已經(jīng)得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。作者在導(dǎo)師指導(dǎo)下,在參考資料極少的情況下,研究和分析了TST方法和式時(shí)柵的響應(yīng)特性,進(jìn)而提出了增量式時(shí)柵E+E位移傳感器原理,進(jìn)行了信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)、微處理器及其外圍電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試、增量式時(shí)柵虛擬儀器的設(shè)計(jì)、全套程序的編制和調(diào)試,直至印制電路板的繪制以及全部實(shí)驗(yàn)工作。作者在研究和實(shí)驗(yàn)中,提出了增量式時(shí)柵E+E位移傳感器原理和解決方案,運(yùn)用多種技巧,解決了增量誤差累積問(wèn)題、與數(shù)控系統(tǒng)接口等問(wèn)題。

增量式時(shí)柵E+E位移傳感器原理及系統(tǒng)研究
針對(duì)該系統(tǒng)可能在復(fù)雜的環(huán)境下工作的實(shí)際情況,在提高系統(tǒng)的抗干擾能力方面,采取了諸多措施,特別是將信號(hào)處理電路全部集成到CPLD芯片——EPM7128SLC84-15芯片上,使得系統(tǒng)受電磁環(huán)境影響大大減少,并且使得系統(tǒng)的調(diào)試、升機(jī)更為便捷。機(jī)械器件的“硬特性”(如圓分度受溫度影響小等)與電子信號(hào)處理的“軟特性”(靈活性)可以互補(bǔ),這是開(kāi)發(fā)這類傳感器和機(jī)電產(chǎn)品的新思想,可以推而廣之。