通用光栅数显装置的研制

为了实现光栅传感器的位移测量,文中研制了一台通用光栅传感器数显装置.该装置通过差分放大器、比较器对输出模拟信号的光栅传感器进行信号处理,与输出数字信号的光栅传感器共用位移测量系统.运用阵列逻辑GAL实现光栅信号的四细分和辨向,利用单片机对GAL输出的细分辨向信号进行计数,通过数码管实时显示光栅传感器的位移测量结果.通用光栅传感器数显装置的研制实现了对模拟/数字信号的测量功能,提高了通用性.     

皮米量级微位移信号处理分辨力的光纤布拉格光栅探针系统

为了实现超高分辨力的微位移测量,建立了基于光纤布拉格光栅传感的高灵敏度探针系统,研究了静态锁相放大技术,用于检测小于纳米量级的微位移信号.根据光纤布拉格光栅传感原理,设计了高灵敏度的双光栅自补偿解调系统结构.基于信号特征研究了静态锁相放大技术,用于实时检测处理微弱测量信号.最后,通过探针系统的性能测试实验可获得灵敏度和...     

双波长集成光栅干涉微位移测量方法

介绍了一种基于双波长激光的集成光栅干涉位移检测方法,利用该方法对硅-玻璃键合工艺制作的集成光栅位移敏感芯片进行了测试实验。实验系统主要由敏感芯片、波长为640nm和660nm的双波长半导体激光器、双光电二极管及检测电路组成,敏感芯片则由带反射面的可动部件和透明基底上的金属光栅组成。入射激光照射到光栅上产生衍射光斑,衍射光的光强随可动部件与光栅之间的距离变化,通过分别测量两个波长的衍射光强信号并交替切换选取灵敏度较高的输出信号,实现了一定范围内的扩量程位移测量,并得到绝对位置。实验结果表明,利用双波长集成光栅干涉位移检测方法测得敏感芯片可动部件与基底光栅的初始间隙为7.522μm,并实现了间隙从7.522μm到6.904μm区间的高灵敏度位移测量,其噪声等效位移为0.2nm。     

光栅振动检测系统中信号处理关键技术的研究

针对高频光栅振动信号的处理要求,设计了基于DSP的振动信号处理系统.采用状态机的方法克服了信号采集不同步的影响,并结合DSP软件细分算法实现了光栅振动信号的高倍细分.测试数据表明:该系统分辨率高、动态范围宽、实时性强,可集成光栅振动传感器应用于微位移、微振动的测量领域中.     

薄膜拉伸机的测控虚拟仪器设计

针对步进电机驱动、精密定位平台传动、直线光栅传感器测量拉伸位移、电阻应变力传感器测量拉伸力的高分辨率薄膜材料拉伸机,运用编程软件LabVIEW设计出一款基于数据采集卡USB6009的虚拟仪器。它能够实现光栅信号四倍频细分、辨向、可逆计数,自动采集处理保存传感器数据,还能发出脉冲信号和电平信号来分别控制步进电机的转速与转向,从而能够真正实现高分辨率自动化测试。     

基于CCD和FPGA的光栅位移测量系统

介绍了一种基于CCD和FPGA的光栅位移测量技术,建立了光栅位移测量系统.系统由线阵CCD采集光栅莫尔条纹,将检测到的莫尔条纹通过A/D转换器输入FPGA处理器,FPGA处理器对采集到的莫尔条纹信号进行处理,利用FFT变换求取信号相位的变化,再根据相位的变化求出位移值.文中详细介绍了工作原理的推导过程、CCD驱动控制、信号预处理以及FFT变换在FPGA中的设计实现.实验验证该系统抗干扰能力强,对光栅信号质量要求不高,能到达较高的细分数,并且系统集成度高,开发成本低,运行稳定.     

高频脉冲插值测量扭振及实验研究

转轴的扭转振动测量是对其进行状态检测和故障分析的重要手段,为此,设计了一种基于高频脉冲插值的扭振测量系统。测量方法是通过高精度光栅和红外光电管获取转速信号,再对转速信号进行高频脉冲插值,从而把转速信号转化为高频脉冲数,对高频脉冲数处理后得到转轴的扭振信息。测量系统采用FPGA与单片机相结合的模式,FPGA用于产生高频脉冲、对转速信号插值,并对插值后的信号进行计数,单片机读取计数结果并进行处理。经过实验验证,表明该测量方法有较高的测量精度,并通过理论分析找到了影响系统测量精度的原因。最后对几种常用的电动机进行了测试,测试结果较好地反映了转轴的实际振动情况。     

一种新的光栅数显测量系统

深圳奥特嘉数控测量系统有限公司(OSKA)研制并已销售的JV系列光栅数显系统由光栅线位移传感器和数显表两部分组成,于1999年11月26日由深圳市科委主持了产品鉴定。鉴定获得通过并得到较好评价。产品也得到了一些用户的认可。 该系列的光栅数显测量系统的光栅线位移传感器,主要开发了五轴承滚动式读数头结构和45°斜置式光栅尺安装,使之具有良好的滚动性能和抗震能力。读数头采用AlGaAs系列φ5强发射接收光电管以提高效率,信号强而稳定。防尘密封橡胶的材料和结构也进行了改进,避免因采用双层防护胶造成阻尼而引发的精度不稳定现象。 数显表的特点是显示和计数部分分开,以便于在机     

基于DSP的光栅传感器信号同步采集与细分处理

高频率小位移振动信号的高精度测量可以使用光栅传感器来实现,但传感器输出莫尔条纹信号的频率也较高,这对信号采集和处理提出更高的要求。介绍了利用DSP和MAX115构成的系统对光栅传感器的两路输出信号进行高速同步采集,以及对光栅信号实现200倍频的软件细分方法。     

基于FPGA的光栅位移检测系统设计

本文介绍了用可编程器件FPGA对光栅传感器采集来的数字信号进行处理和控制的方法.利用光栅传感器把位移转换成电压脉冲的特点,同时利用在线可编程阵列FPGA高集成度、高性能、高效率和低成本的优点设计了一种用于机床位移测量与控制的数字系统,并阐述了该系统位移检测原理、总体方案实现和通信接口设计.可应用于光栅位移的数据采集、处理、控制及与上位机的通信系统中.     

基于DSP和FPGA非圆齿轮测量仪数据采集系统的设计

用极坐标法测量原理对非圆齿轮进行高效率、连续自动跟踪测量.设计了基于DSP和FPGA的非圆齿轮测量仪的数据采集系统,系统要求采集2路光栅信号、1路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用串口通讯的方式和计算机进行通讯.采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

线阵CCD智能系统

介绍了线阵CCD(电荷耦合器件)测量系统中的智能化控制、信号处理技术。用可编程定时/计数器8254构成线阵CCD光积分控制信号周期的数字调节器。对线阵CCD输出信号进行模数转换,由DSP(数字信号处理器)对其进行数字信号分析,实现线阵CCD系统的智能化。     

基于CPLD的光栅传感器动态数据采集系统

为实时准确地显示光栅传感器的位移量,利用差分放大和整形原理,将光栅传感器输出的模拟信号转为脉冲方波信号0通过可编程逻辑器件（CPLD）对方波信号进行软件四细分、辨向和计数。同时,单片机与计算机进行串口通信,输入脉冲当量,从而使CPLD中记录的脉冲数转为光栅传感器的实际位移量进行LCD实时显示。     

Automatic, tracking, peak timer

We have designed an inexpensive instrument for automatically measuring time of flight for repetitive signals. It is stable in the presence of noise resembling the real signal. Specific peaks in a multipeak signal can be timed to an accuracy of about 10 ns with the present design. The output is either a digital word or an analog voltage. Computer control is simple and would make it possible to time several signals with the same instrument.     

基于LabVIEW的高精度气压仪

在国外利用硅压敏元件进行气压探测已经非常成熟。而且应用非常广泛。本文介绍了一款高精度气压仪。它是通过硅压敏元件输出的模拟信号。经数字转换后得到数字气压信号的仪器。该气压仪通过串口将数据发送到到上位机,上位机对数据进行处理、分析。     

粗光栅信号全数字化处理法实现高倍数细分

针对在粗光栅软件细分中的信号误差影响细分数的问题,提出了按细分的主要误差来源分类进行数字滤波和补偿的全数字化处理法,以达到粗光栅高精度测量的要求。首先对光栅测量信号进行有针对性的数字滤波,使其波形接近于理想状态。然后根据误差来源进行数字补偿,通过对软件数字细分原理的分析,推导出了原始信号不正交、幅值不等、谐波失真等误差影响细分结果的表达式,并提出了与此相对应的数字补偿方法。最后用软件细分法对测量信号进行高倍数数字细分。滤波前后波形信号的仿真比较结果验证了基于严格线性相位的FIR数字带通滤波器可以有效地屏蔽光栅信号频谱中的高低频干扰和噪声。研究结果表明,在粗光栅满足一定质量的前提下,利用全数字化处理法能够满足500细分的精度要求。     

C8051F单片机信号采集系统

信号采集系统就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号,送入计算机,将计算机得到的数据进行显示或打印,以便实现对某些物理量的监视.在深入研究51单片机系统的工作原理与信号转换存储的基础上,硬件设计以C8051F040的片上资源为基础,并配以其他接口部件,设计了由主控单元、电源、模数转换、Flash数据存储等组成的信号采集系统,该设计已经成功应用在测试中,其性能和指标均优于应用的要求.     

轮胎红外测温监测防爆系统设计

基于红外测温技术的轮胎温度检测装置的基本原理和结构特点,实时监测轮胎表面温度分布情况,设计出一套通用的轮胎动态温度检测装置.将四个红外探头安装在轮毂上,将红外探头检测到的温度模拟信号输入模数转换器,转换成数字信号,再将数字信号输入单片机,设计单片机程序,通过单片机处理比较四个数字信号,并判断胎压是否过高,通过液晶显示屏...     

PLC基于开关量实现模拟量输出的方法

为了低成本地实现PLC模拟量输出控制,提出了利用PLC开关量输出实现模拟量输出的方法。采用脉宽调制技术,通过控制脉冲占空比的方法控制PLC晶体管开关量输出信号;使用平滑电路以提高所输出的模拟量信号的线性度,使其具有输出一定范围的模拟量的功能,并拓展了PLC晶体管开关量输出的功能。研究结果表明,该方法的使用大大降低了设备成本的投入,可应用于对模拟量信号分辨率及精度要求不高的场合,具有一定的实用价值。     

基于数字锁相放大的时栅传感器信号处理研究

针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将正交参考信号和输出信号送入正交矢量型数字锁相放大器,实现角位移检测。研究了基于数字锁相放大技术的时栅传感器信号处理原理和算法,设计了A/D采集电路和窄带低通数字滤波器。仿真和试验表明:在信号噪声较大条件下,时栅位移传感器的误差控制在±1.1″以内,显著提高了精度。该方法只需采集一路感应信号即可实现传感器角位移检测,优化和简化了电路结构。