输出正交正弦波的光栅尺在位移测量中的脉冲细分原理

讨论了输出正交正弦波的光栅尺 (又称光栅线位移传感器 )在位移测量中的脉冲细分原理。基于该原理 ,可将光栅尺位移测量分辨率提高 1～3个数量级。还介绍了单片机光栅尺位移测量系统 ,该系统具有自动消除累积误差、计数长度无限制的特点。     

基于PSD器件的激光位移测距系统设计

提出了一种基于滨松S3931型号PSD器件和飞思卡尔Kinetis K60系列微控制器的激光位移测距系统.该测距系统主要利用了光学三角测量法的工作原理,将被测位移量通过光路系统转换为相应的微弱电信号,再由微弱电信号处理电路,经过放大、滤波、信号处理、A/D采集等一系列处理后,转换为实际位移量,并在LCD液晶显示屏上显示.本系统能够实现±5 mm范围内位移的快速测量,测量精度为30 μm,可以用于精密仪器尺寸测量、物体表面平整度检测等.     

基于时空转换法的正弦波光栅尺位移测量系统设计

光栅尺作为高精度位置测量仪器,其分辨率受制于超精密的空间刻划技术,测量精度急需通过电子学细分法来提高.为此,提出了"时空转换"的思想:借助于载波调制理论,引入了恒定的时空当量,将对空间位移的测量转换为对信号瞬时周期的测量.首先,进行了时空转换法的数学推导,探究了正弦波光栅尺位移的测定和移动方向的判别方法;然后,在DSP开发平台下,搭建出基于时空转换法的正弦波光栅尺位移测量系统;最后,从实验数据以及光栅信号的残余直流电平、幅值不均衡、相位不正交等方面进行了误差分析.实验表明:栅距为8 mm的正弦波光栅尺,在时空转换法下,平均测量误差为± 0.258 1μm ,兼顾了细分与辨向.     

基于S3C44B0X的砂石碱活性测定系统

设计了一种基于S3C44B0X处理器和μCLinux操作系统的砂石碱活性测定系统。介绍了该系统的工作原理及硬件电路和软件设计,阐述了一种PID参数自整定和智能控制算法以及光栅尺的辨向及细分电路的原理。系统中使用MiniGUI提供了友好的用户接口,使用光栅尺获得了更高的测量精度。     

基于CPLD的光栅尺位移测量系统

介绍了光栅尺位移传感器的原理和利用CPLD设计该传感器的测量控制电路的方法,并且介绍了这种设计方法在三维光栅尺位移测量系统中的应用和相关VHDL程序。     

集成式光学干涉传感器

法国光学敏感元件公司新研制一种无接触测量位移的集成式光学干涉传感器,其工作建立在干涉测量原理之上,主要由集成光学电路、激光二极管、光电二极管等元件组成。工作温度35℃、工作距离0～100m,精度0.5μm。     

DSP在短行程直线电机精密位置控制中的应用研究

阐述了一种新研制的短行程永磁直流直线电机的工作原理,提出了基于DSP(TMS320LF2407A)的短行程直流直线电机数、模混合伺服控制系统方案,重点对直线电机的位置检测及控制技术进行了研究,给出了DSP控制器的位置检测接口电路、16位双极性数模转换器(DAC7641)的扩展电路和控制软件的实现方法。短行程直线电机的有效工作行程范围为±5mm,带有分辨率为1μm直线位移检测装置(光栅尺)。实验结果表明,控制系统设计合理,直线电机可实现精密定位,定位精度可控制在5μm以内。     

三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现

为了检测机床刀具的三维位移、实时显示刀具的进刀量,提高工件的加工精度,研究并设计了一种基于光栅位移传感器的高精度三维光栅位移测量系统。分析了光栅位移传感器的测量原理,介绍了该系统的硬件设计,设计了光栅位移信号细分辨向电路、主控电路、显示电路及控制电路,制作了系统电路样板,搭建了实验系统并对系统进行了实验。实验结果表明:硬件电路工作正常,系统运行稳定、测量精准,可满足机床高精度测量的生产需求。     

指数运算在电涡流传感器非线性补偿中的应用

为扩大电涡流传感器的测量范围,设计了基于恒定频率载波调幅法测量电路,应用指数运算电路作为非线性补偿环节。利用Matlab仿真软件辅助设计了直径60mm电涡流传感器探头,结合测量电路进行实验。实验结果表明：该电涡流传感器能够检测的位移可达90mm,验证了该系统工作的稳定性,证明设计达到了预期效果。     

新型的激光位移传感器

介绍一种测量位移的新型传感器，它是采用激光作光源，用CCD图像传感器接收光并转换为电量的元件，根据成像原理测量物体位移．这个传感器由光学成像系统、CCD图像传感器及驱动电路、信号放大处理电路、单片机处理电路组成．具有高精度、高响应频率、非接触等优点．     

基于长周期光栅边缘滤波解调的光纤布喇格光栅位移传感研究

利用长周期光栅的边缘滤波解调技术,我们报道了一种光纤布喇格光栅位移传感方法.系统由一个3dB耦合器、一个传感光纤布喇格光栅、一个长周期光栅和一个探测器构成.实验结果表明,在所测位移范围内,传感系统输出的光功率与位移成良好的线性关系,位移灵敏度为9.24pW/mm,位移分辨率为0.01 mm.该方案结构简单、灵敏度高、线性度好,可应用于实际中的位移测量.     

嵌入式系统在多功能精密高度测量仪中的应用

介绍了基于ARM920T内核的微处理器及WinCE系统的高度测量系统设计,给出了以S3C2410A芯片为核心的硬件设计的原理框图,详细阐述了S3C2410A核心模块电路、光栅尺传感器及其信号处理电路、电机控制电路以及系统软件的设计方法;该测量仪采用TFT-LCD+触摸屏,界面简洁,操作方便;所设计的高度测量仪可用于测量零件的高度、深度、槽宽、内外孔径、最高点、最低点、平面度、角度、2D测量、单一尺寸检验测量、测量公差等级控制,并内置温度补偿和光栅尺分段线性补偿,其测量分辨率可达0.5μm;经过用户两年多使用,表明该测量仪的性能完全满足设计要求。     

基于全息光栅的CCD位移传感器

提出了一种新型的基于全息光栅的CCD位移传感器，该系统利用CCD分辨力高、像素均匀等特点，对干涉条纹的移动进行精确定位，而且全息光栅在测量过程中又具有不受光源波长的影响、适用光谱范围宽等特点，实现了位移的自动精确测量。该系统具有一定的实用价值及应用前景。     

PSD微位移测量系统的设计与验证

以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性和精度为目的,讨论了PSD驱动、运放电路的设计。主要考虑因素包括:两级精密运放选择,电源滤波模块设计,PCB设计中数模抗干扰,电源和地的处理,抗环境光干扰,PSD及其运放电路集成化,以及适应不同漫反射性质的被测物体的多路放大倍数设计等。最后,区别于传统的测量方案,采用一种基于标定测量的方法。通过音叉振动波形和定点距离测量实验,验证了PSD微位移测量系统的稳定性和精度都较好,测量范围20 mm,位移测量相对精度达到1.01%。     

一维计量型微位移工作台的研究

本文介绍了一种以衍射光栅作为计量标准器的垂直方向上的微位移工作台,用来实现在白光扫描干涉轮廓仪的表面形貌测量中Z方向上的精密定位,该工作台实现了轮廓仪的闭环测量和控制,文章重点讲述了光栅信号处理的硬件及软件细分技术,以及压电陶瓷驱动电路的原理和工作台闭环定位控制的流程.     

热膨胀电极位移法用于机器人点焊过程的研究

本文首次将热膨胀电极位移法用于机器人点焊．采用 高精度、高分辨率的光栅位移传感系统，对机器人点焊电极位移变化规律进行了研究．试验 结果表明，测量数据准确，重复性高，为电极位移法用于机器人点焊质量监控提供了新的途 径．     

基于EPA的光栅位移测量系统

在介绍高速单片机DS80C410内部结构及其工作原理和光栅位移测量基本原理的基础上,给出一种基于EPA的光栅位移测量系统的设计方案,并对该方案进行硬件和软件方面的实现。针对光栅位移测量系统长期使用过程中易出现的问题,给出提高测量精度的措施。调试结果证实,本系统有较好的测试性能,能满足精密位移测量及定位的需要。     

基于单片机的轮对测量尺的研制

车辆轮对尺寸参数和踏面缺陷的检测是保障车辆运行安全的重要措施。介绍了一种基于容栅的车辆轮对测量尺检测系统。该系统运用精密容栅位移传感器,并结合精密算法,实现了轮缘厚度、轮缘高度、轮径等主要参数的自动检测。该系统的测量精度为0．01mm。实际应用表明,系统的检测精度和重复性可满足车辆段修现场使用要求。系统同时具有状态提示、数据统计分析、故障自动诊断、智能判断测量等功能,可及时与上位机通讯,实现数据共享。     

基于USB接口的光栅计数卡设计

采用PDIUSBD12接口芯片实现USB通讯,利用单片机ATmega128的外部中断实现对光栅尺信号的检测,位移检测精度为0．5um。阐述了板卡的硬件电路以及系统软件处理程序的设计方法,该板卡能够适用于自动控制、检测等各个领域。