直线位移传感器测量原理

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  辨向原理  

       在实际应用中,位移具有两个方向,即选定一个方向后,位移有正负之分,因此用一个 光电元件测定莫尔条纹信号确定不了位移方向。为了辨向,需要有 π/2相位差的两个莫尔条纹信号。如图2,在相距1/4条纹间距的位置上安放两个光电元件,得到两个相位差π/2的电信号u01和u02,经过整形后得到两个方波信号u01’和u02’。光栅正向移动时u01超前u02 90度,反向移动时u02超前u01 90度,故通过电路辨相可确定光栅运动方向。

  细分技术  随着对测量精度要求的提高,以栅距为单位已不能满足要求,需要采取适当的措施对莫尔条纹进行细分。所谓细分就是在莫尔条纹信号变化一个周期内,发出若干个脉冲,以减少脉冲当量。如一个周期内发出n个脉冲,则可使测量精度提高n备,而每个脉冲相当于原来栅距的1/n。由于细分后计数脉冲频率提高了 n倍,因此也称n倍频。

  通常用的有两种细分方法:其一、直接细分。在相差1/4莫尔条纹间距的位置上安放两个光电元件,可得到两个相位差90o的电信号,用反相器反相后就得到四个依次相差90o的交流信号。同样,在两莫尔条纹间放置四个依次相距1/4条纹间距的光电元件,也可获得四个相位差90o的交流信号,实现四倍频细分。其二、电路细分。

  编辑本段专用集成电路

  四倍频专用集成电路同时具有辨相和四倍频细分的功能,可将两路正交的方波进行四倍频后产生两路加、减计数信号,可送双时钟可逆计数器进行加、减计数,也可直接送微型计算机(包括单片机)进行数据处理。

  1、特点:

  ⑴、数字化微分电路:4路微分信号脉宽由主频周期决定,因此,是一致的,而且可在很大范围里方便地选择。

  ⑵、临界报警与过速报警两档速度提示:可在光栅运动速度接近极限值时给出临界报警信息,以便操作者及时控制光栅运动快慢。在速度超过极限值时本电路将给出出错信息。

  ⑶、**零位控制:**零位的设置将给操作者带来许多方便,如故障断电后的重新定位等。本电路有“到**零位开始计数”和“到**零位停止计数”,以及“与**零位无关”三种工作模式。

  ⑷、片选:本电路设有片选端,可以构成多标数显系统。

  ⑸、COMS工艺:输入输出的电压电流与4000系列CMOS及LSTTL电路兼容。

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