一種新型位移測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型位移測量裝置，包括單片機(jī)和與其相連的復(fù)位電路、顯示電路、晶振電路，單片機(jī)輸出端還與74LS373模塊、譯碼電路連接，74LS373模塊與2764模塊連接，譯碼電路與8254模塊、2764模塊、8255模塊連接，8254模塊、2764模塊均與8255模塊連接，8255模塊與I/O電路、鍵盤電路連接，8254模塊還與振蕩電路、與門的輸出端、勵磁信號模塊相連接，與門與鑒相器連接，勵磁信號模塊與信號轉(zhuǎn)換模塊連接，鑒相器與前置放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊連接，前置放大模塊與定尺連接，信號轉(zhuǎn)換模塊與滑尺連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度和分辨率高，測量速度快，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】
一種新型位移測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型位移測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直線感應(yīng)同步器由定尺和滑尺兩部分組成，它利用滑尺和定尺的檄磁繞組和感應(yīng)繞組之間隨著它們相對位置變化而產(chǎn)生電磁偶合的變化，從而發(fā)出相應(yīng)的位移電信號來進(jìn)行位置檢測直線感應(yīng)同步器的位置測量系統(tǒng)有鑒幅型和鑒相型兩種不同方式。本裝置僅采用鑒相型測量。目前我國很多單位或大專院校都對直線感應(yīng)同步器位置測量作了大量的研究，并取得了成果。但常采用180。鑒相方法，設(shè)計出180度鑒相電路這種方法容易在測量時產(chǎn)生過渡誤差，動態(tài)誤差較大，測量準(zhǔn)確度差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型位移測量裝置，采用360度鑒相方法，使用電子細(xì)分技術(shù)測量位移，硬件結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度高，測量速度快，分辨率高，工作速度最高，實(shí)用性強(qiáng)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種新型位移測量裝置，其特征在于:包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的復(fù)位電路、顯示電路、晶振電路，所述單片機(jī)輸出端還與74LS373模塊、譯碼電路連接，所述74LS373模塊與2764模塊連接，所述譯碼電路與8254模塊、2764模塊、8255模塊連接，所述8254模塊、2764模塊均與8255模塊連接，所述8255模塊輸出端與I/O電路、鍵盤電路連接，所述8254模塊還與振蕩電路、與門的輸出端、勵磁信號模塊相連接，所述與門輸入端與鑒相器連接，所述勵磁信號模塊輸出端與信號轉(zhuǎn)換模塊連接，所述鑒相器輸出端與前置放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊連接，所述前置放大模塊輸出端與定尺連接，所述信號轉(zhuǎn)換模塊與滑尺連接。
[0005]上述的一種新型位移測量裝置，其特征在于:所述勵磁信號模塊輸出端還與與門的輸入端連接。
[0006]上述的一種新型位移測量裝置，其特征在于:所述前置放大模塊包括信號濾波放大模塊、波形整形模塊和功放模塊。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]本實(shí)用新型的直線式感應(yīng)同步電器采用360度鑒相方法，使用電子細(xì)分技術(shù)測量位移，硬件結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度高，測量速度快，分辨率高，工作速度最高，實(shí)用性強(qiáng)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0009]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的整體硬件結(jié)構(gòu)原理圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型的鑒相電路電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種新型位移測量裝置，其特征在于:包括單片機(jī)I和與單片機(jī)I相連的復(fù)位電路2、顯示電路3、晶振電路4，所述單片機(jī)I輸出端還與74LS373模塊5、譯碼電路6連接，所述74LS373模塊5與2764模塊9連接，所述譯碼電路6與8254模塊7、2764模塊9、8255模塊12連接，所述8254模塊7、2764模塊9均與8255模塊12連接，所述8255模塊12輸出端與I/O電路13、鍵盤電路14連接，所述8254模塊7還與振蕩電路8、與門11的輸出端、勵磁信號模塊10相連接，所述與門11輸入端與鑒相器15連接，所述勵磁信號模塊10輸出端與信號轉(zhuǎn)換模塊17連接，所述鑒相器15輸出端與前置放大模塊16、信號轉(zhuǎn)換模塊17連接，所述前置放大模塊16輸出端與定尺18連接，所述信號轉(zhuǎn)換模塊17與滑尺19連接。
[0013]本實(shí)施例中，所述勵磁信號模塊10輸出端還與與門11的輸入端連接。
[0014]本實(shí)施例中，所述前置放大模塊16包括信號濾波放大模塊、波形整形模塊和功放模塊。
[0015]本實(shí)用新型的直線式感應(yīng)同步器位置檢測的硬件電路原理如圖1所示。圖中以單片機(jī)為核心器件，配有存儲器擴(kuò)展電路、復(fù)位電路、譯碼電路、時鐘發(fā)生電路、信號發(fā)生器、感應(yīng)信號的濾波放大整形電路、360度鑒相電路、顯示電路及按鍵電路等。其中各個電路模塊具體介紹如下:
[0016]1、時鐘發(fā)生電路
[0017]有2套時鐘電路，其中時鐘I為11.0592Hz，用于單片機(jī)的系統(tǒng)時鐘，時鐘2產(chǎn)生的時鐘頻率為6MHz，用作鑒相電路信號發(fā)生器的信號和內(nèi)插細(xì)分脈沖信號。
[0018]2、可編程并行接口 8255A
[0019]系統(tǒng)用8255A芯片擴(kuò)展了16個按鍵，8路開關(guān)量輸人和8路開關(guān)量輸出接口。
[0020]3、顯示器接口電路
[0021]系統(tǒng)中用單片機(jī)的異步串行口設(shè)置為移位寄存器工作方式，用74LS164串入并出芯片擴(kuò)展顯示器接口電路。
[0022]4、前置放大電路
[0023]前置放大器包括信號濾波放大、波形整形和功放，以保持激勵信號有較好的波形和足夠的功率，而感應(yīng)信號幅值和頻率與激勵相同，但具有不同的相角。
[0024]5、鑒相電路
[0025]這是該測量系統(tǒng)的核心硬件。根據(jù)本實(shí)用新型的鑒相原理，選用INTEL公司生產(chǎn)的8254高速可編程定時/計數(shù)器芯片作為電子細(xì)分電路的計數(shù)器，并用2個D觸發(fā)器來構(gòu)成鑒相電路，如圖2所示。
[0026]把8254計數(shù)器O設(shè)定為工作方式3，作為分頻器使用，計數(shù)器I和計數(shù)器2用其工作方式0，即終止計數(shù)方式。計數(shù)器O從CLK引腳接6MHz的標(biāo)準(zhǔn)時鐘進(jìn)行500次分頻后從OUTO腳輸出12kHz的方波信號。再經(jīng)兩級D觸發(fā)器分頻后產(chǎn)生3kHz正交方波信號，濾去諧波后，將正交的正弦基波信號分別送入滑尺的兩相繞組。計數(shù)器I和計數(shù)器2作為兩坐標(biāo)測量電子細(xì)分的內(nèi)插細(xì)分信號輸人計數(shù)器。相位差信號作為8254的計數(shù)器I和計數(shù)器2的GATE門的開啟信號。當(dāng)GATE為高電平時，計數(shù)器I和計數(shù)器2對6M內(nèi)插細(xì)分信號進(jìn)行計數(shù)；當(dāng)GATE門信號為低電平時.則停止計數(shù)。
[0027]另外，3kHz的方波信號作為基準(zhǔn)時標(biāo)信號。從定尺感應(yīng)出來的輸出信號由74LS14整形成調(diào)相方渡P，設(shè)P方波相位滯后于D觸發(fā)器3的9端輸出信號。在P點(diǎn)上升沿到來之前，D觸發(fā)器5的9端輸出為O。此時觸發(fā)器6被預(yù)置，B點(diǎn)變?yōu)楦唠娖?，則在P點(diǎn)上升沿到來之后，B點(diǎn)又變?yōu)榈碗娖?。且觸發(fā)器5被預(yù)置，所以B點(diǎn)的波形寬度為兩信號相位差時間。B點(diǎn)的脈沖信號再經(jīng)1.5kHz方波信號A采樣后的信號開啟8254計數(shù)器的GATE門計數(shù)器開始以6MHz頻率內(nèi)插脈沖計數(shù)此時被測信號頻率為3kHz，內(nèi)插細(xì)分信號頻率為6MHz，則細(xì)分?jǐn)?shù)為2000，分辨率為0.0Olmm0
[0028]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型位移測量裝置，其特征在于:包括單片機(jī)(I)和與單片機(jī)(I)相連的復(fù)位電路(2)、顯示電路(3)、晶振電路(4)，所述單片機(jī)(I)輸出端還與74LS373模塊(5)、譯碼電路(6)連接，所述74LS373模塊(5)與2764模塊(9)連接，所述譯碼電路(6)與8254模塊(7)、2764模塊(9)、8255模塊(12)連接，所述8254模塊(7)、2764模塊(9)均與8255模塊(12)連接，所述8255模塊(12)輸出端與I/O電路(13)、鍵盤電路(14)連接，所述8254模塊(7)還與振蕩電路(8)、與門(11)的輸出端、勵磁信號模塊(10)相連接，所述與門(11)輸入端與鑒相器(15)連接，所述勵磁信號模塊(10)輸出端與信號轉(zhuǎn)換模塊(17)連接，所述鑒相器(15)輸出端與前置放大模塊(16)、信號轉(zhuǎn)換模塊(17)連接，所述前置放大模塊(16)輸出端與定尺(18)連接，所述信號轉(zhuǎn)換模塊(17)與滑尺(19)連接;所述勵磁信號模塊(10)輸出端還與與門(11)的輸入端連接;所述前置放大模塊(16)包括信號濾波放大模塊、波形整形模塊和功放模塊。
【文檔編號】G01B7/02GK205537487SQ201620097249
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】熊昕, 熊茂華
【申請人】廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院