專(zhuān)利名稱：一種長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)量用長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)技術(shù)主要有兩種方法一種是采用玻璃尺對(duì)接，即將兩根玻璃尺的光柵線條對(duì)齊，這種方式工藝性極差，并且在接縫處光信號(hào)變化較大，在實(shí)際應(yīng)用中有較大困難；另一種接長(zhǎng)發(fā)式采用電子接長(zhǎng)，采用兩個(gè)相距一定距離的光柵讀數(shù)頭，輪換讀取相同距離、相同測(cè)長(zhǎng)的多段光柵尺，其特點(diǎn)是使用較短的光柵尺達(dá)到長(zhǎng)距離的測(cè)長(zhǎng)，但是其缺點(diǎn)是在使用中安裝復(fù)雜，光柵尺之間的原始相對(duì)位置要求較高。這兩種接長(zhǎng)方法由于工藝性差在實(shí)際產(chǎn)品中無(wú)法廣泛實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是提供一種長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，該方法操作簡(jiǎn)單、接縫處光信號(hào)變化小，接長(zhǎng)效果好。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，其特點(diǎn)在于采用兩個(gè)光柵讀數(shù)頭讀取兩個(gè)或兩個(gè)以上斷開(kāi)的光柵尺，通過(guò)光柵尺上接縫處光閘進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)數(shù)字轉(zhuǎn)換電路在兩光柵讀數(shù)頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)光柵信號(hào)的連續(xù)輸出，達(dá)到長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)的目的。
光柵尺上接縫處的光閘由透光率很高的亮區(qū)組成，區(qū)別于光柵尺刻線區(qū)外的暗區(qū)其光閘透光區(qū)的長(zhǎng)度小于讀數(shù)頭上兩指示光柵的距離。
本發(fā)明的原理是當(dāng)兩讀數(shù)頭從左向右運(yùn)動(dòng)，若以第一個(gè)讀數(shù)頭作為主讀數(shù)頭讀取正常光柵信號(hào)，另有第二個(gè)讀數(shù)頭作為輔助讀數(shù)頭，當(dāng)?shù)谝蛔x數(shù)頭接近光柵尺接縫時(shí)，光柵尺上提供一個(gè)光閘信號(hào)觸發(fā)第一個(gè)讀數(shù)頭的光電管，數(shù)字轉(zhuǎn)換電路將光柵讀數(shù)狀態(tài)從第一個(gè)讀數(shù)頭迅速轉(zhuǎn)換到第二讀數(shù)頭，而此時(shí)第二讀數(shù)頭已走過(guò)光柵接縫。若以第二個(gè)讀數(shù)頭作為主讀數(shù)頭讀取正常光柵信號(hào)，另有一個(gè)讀數(shù)頭第一個(gè)作為輔助讀數(shù)頭，當(dāng)?shù)诙x數(shù)頭接近光柵尺接縫時(shí)，光柵尺上提供一個(gè)光閘信號(hào)觸發(fā)第二讀數(shù)頭的光電管，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路將光柵讀數(shù)狀態(tài)從第二讀數(shù)頭迅速轉(zhuǎn)換到第一讀數(shù)頭，讀數(shù)頭走過(guò)光柵接縫而第一讀數(shù)頭接近光柵尺接縫時(shí)，接縫處的光閘信號(hào)觸發(fā)第一讀數(shù)頭，數(shù)字轉(zhuǎn)換電路又將光柵讀數(shù)狀態(tài)從第一讀數(shù)頭轉(zhuǎn)換回第二讀數(shù)頭，通過(guò)這兩種情況從而實(shí)現(xiàn)光柵接長(zhǎng)的目的。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是操作簡(jiǎn)單、接縫處光信號(hào)變化小，接長(zhǎng)效果好，可實(shí)現(xiàn)光柵尺的無(wú)限接長(zhǎng)。


圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，兩光柵尺接縫處兩邊制作出獨(dú)特的光閘信號(hào)，為兩讀數(shù)頭轉(zhuǎn)換提供基準(zhǔn)信號(hào)。兩讀數(shù)頭從左向右運(yùn)動(dòng)。假設(shè)第一種情況以讀數(shù)頭T1作為主讀數(shù)頭讀取正常光柵信號(hào)，另有一個(gè)讀數(shù)頭T2作為輔助讀數(shù)頭，當(dāng)讀數(shù)頭T1接近光柵尺接縫時(shí)，光柵尺上提供一個(gè)光閘信號(hào)觸發(fā)T1讀數(shù)頭的光電管，處理電路將光柵讀數(shù)狀態(tài)從T1迅速轉(zhuǎn)換到T2讀數(shù)頭，而此時(shí)T2讀數(shù)頭已走過(guò)光柵接縫。假設(shè)第二種情況以讀數(shù)頭T2作為主讀數(shù)頭讀取正常光柵信號(hào)，另有一個(gè)讀數(shù)頭T1作為輔助讀數(shù)頭，當(dāng)讀數(shù)頭T2接近光柵尺接縫時(shí)，光柵尺上提供一個(gè)光閘信號(hào)觸發(fā)T2讀數(shù)頭的光電管，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路將光柵讀數(shù)狀態(tài)從T2迅速轉(zhuǎn)換到T1讀數(shù)頭，讀數(shù)頭走過(guò)光柵接縫而T1讀數(shù)頭接近光柵尺接縫時(shí)，接縫處的光閘信號(hào)觸發(fā)T1讀數(shù)頭，數(shù)字轉(zhuǎn)換電路又將光柵讀數(shù)狀態(tài)從T1轉(zhuǎn)換回T2讀數(shù)頭，通過(guò)這兩種情況從而實(shí)現(xiàn)光柵接長(zhǎng)的目的。
圖1中光閘長(zhǎng)度的范圍，L1為單個(gè)光柵尺的光閘長(zhǎng)度，L2為兩個(gè)讀數(shù)頭零位間的距離，L3為單個(gè)讀數(shù)頭的零位到四個(gè)信號(hào)窗口的最遠(yuǎn)距離，LX為接縫寬度，要讓電路正常工作，必須保證L1在下面的范圍內(nèi)2L3＜2L1+LX＜L2…………①本發(fā)明對(duì)光柵尺接縫處的光閘長(zhǎng)度有一定要求，對(duì)光柵尺之間的原始相對(duì)位置要求不高，并且在工藝條件許可下，光柵尺可以無(wú)限接長(zhǎng)。
如圖2所示，數(shù)字轉(zhuǎn)換電路由3個(gè)TTL集成IC構(gòu)成，其中U1(74LS02)是2輸入四或非門(mén)、U2(74LS75)是四位雙穩(wěn)態(tài)D型鎖存器、U3(74LS257)是四數(shù)據(jù)選擇器。該電路的工作原理如下(因?yàn)樽x數(shù)頭兩個(gè)方向移動(dòng)時(shí)電路工作原理一樣，現(xiàn)只以讀數(shù)頭從左到右移動(dòng)為例)(1)當(dāng)讀數(shù)頭處于圖1位置I時(shí)，由于T1與T2兩個(gè)讀數(shù)頭都沒(méi)有取到光閘信號(hào)，即Z1與Z2都為0電平，經(jīng)過(guò)U1后輸出兩個(gè)信號(hào)D與G，這時(shí)D和G都為0電平，因?yàn)閁2是0電平鎖存，故U2鎖存，U2輸出信號(hào)Q＝Q0，即輸出為0電平，對(duì)于U3來(lái)說(shuō)，即選擇T1讀數(shù)頭所讀取的數(shù)據(jù)，最后輸出為A＝A1、B＝B1。
(2)當(dāng)讀數(shù)頭向右移動(dòng)到位置II時(shí)，T2取到光閘信號(hào)，這時(shí)Z1仍為0電平，而Z2變?yōu)?電平，經(jīng)過(guò)U1后輸出信號(hào)D為0電平，G為1電平，U2不鎖存，U2輸出信號(hào)Q＝D，即輸出為0電平，通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器U3最后輸出為A＝A1、B＝B1。
(3)當(dāng)讀數(shù)頭繼續(xù)向右移動(dòng)到位置III時(shí)，T1取到光閘信號(hào)，而T2已經(jīng)通過(guò)了光閘區(qū)，這時(shí)Z1為1電平，Z2為0電平，經(jīng)過(guò)U1后輸出信號(hào)D和G均為1電平，U2不鎖存，U2輸出信號(hào)Q＝D，即輸出為1電平，通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器U3選擇T2讀數(shù)頭所讀取的數(shù)據(jù)，最后輸出為A＝A2、B＝B2。
(4)當(dāng)讀數(shù)頭再向右移動(dòng)到位置IV時(shí)，T1也通過(guò)了光閘區(qū)，這時(shí)Z1與Z2都為0電平，經(jīng)過(guò)U1后輸出D與G均為0電平，U2鎖存，U2輸出信號(hào)Q＝Q0，即輸出1電平，通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器U3最后輸出為A＝A2、B＝B2。
在讀數(shù)頭從左到右移動(dòng)的過(guò)程中，因?yàn)榻涌p處不一定跟光閘區(qū)一樣是透光的，故還可能出現(xiàn)下面這兩個(gè)過(guò)程(這時(shí)認(rèn)為接縫處不透光)(5)當(dāng)讀數(shù)頭經(jīng)過(guò)位置II后，T2經(jīng)過(guò)接縫處，這時(shí)由于要滿足不等式①，故T1還沒(méi)有到光閘區(qū)，因此Z1與Z2均為0電平，經(jīng)過(guò)U1后輸出D與G為0電平，U2鎖存，U2輸出Q＝Q0，由于Q0為0電平(由步驟(2)得)，所以Q為0電平，通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器U3選擇T1讀數(shù)頭取數(shù)，最后輸出A＝A1、B＝B1。
(6)當(dāng)讀數(shù)頭經(jīng)過(guò)位置III后，T1經(jīng)過(guò)接縫處，為了滿足不等式①，T2必定已經(jīng)通過(guò)了光閘區(qū)，這時(shí)Z1與Z2均為0電平，經(jīng)過(guò)U1后輸出D與G為0電平，U2鎖存，U2輸出Q＝Q0，由于Q0為1電平(由步驟(3)得)，所以Q為1電平，通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器U3選擇T2讀數(shù)頭取數(shù)，最后輸出A＝A2、B＝B2。
通過(guò)以上幾種情況就可以實(shí)現(xiàn)光柵尺電子接長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，其特征在于采用兩個(gè)光柵讀數(shù)頭讀取兩個(gè)或兩個(gè)以上斷開(kāi)的光柵尺，通過(guò)光柵尺上接縫處的光閘進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)數(shù)字轉(zhuǎn)換電路在兩光柵讀數(shù)頭之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)光柵信號(hào)的連續(xù)輸出，達(dá)到長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，其特征在于光柵尺上接縫處的光閘由透光率很高的亮區(qū)組成，其光閘透光區(qū)的長(zhǎng)度小于讀數(shù)頭上兩指示光柵的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，其特征在于所述的兩讀數(shù)頭轉(zhuǎn)換的數(shù)字處理電路由2輸入四或非門(mén)電路U1、四位雙穩(wěn)態(tài)D型鎖存器U2及四數(shù)據(jù)選擇器U3三個(gè)TTL集成IC串接組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，其特征在于2輸入四或非門(mén)電路U1由74LS02構(gòu)成，四位雙穩(wěn)態(tài)D型鎖存器U2由74LS75構(gòu)成，四數(shù)據(jù)選擇器U3由74LS257構(gòu)成。
全文摘要
長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)方法，采用兩個(gè)光柵讀數(shù)頭讀取兩個(gè)或兩個(gè)以上斷開(kāi)的光柵尺，利用光柵尺上光閘信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)兩光柵讀書(shū)頭信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使光柵傳感器信號(hào)連續(xù)輸出，達(dá)到長(zhǎng)光柵傳感器接長(zhǎng)的目的。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、接縫處光信號(hào)變化小，接長(zhǎng)效果好，可實(shí)現(xiàn)光柵尺的無(wú)限接長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01D5/26GK1506659SQ0215395
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者尹川, 黃勇, 尹 川 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所