锁相倍频式光栅检测系统及其应用

介绍了锁相倍频式光栅检测系统的工作原理及硬件组成。该系统采用锁相倍频式细分方法,具有较高的测量精度。最后给出了该技术在光栅数显表上的应用实例。     

一种锁相倍频式光栅检测装置

本文介绍了一种以 ８９Ｃ５１单片机为核心器件的多功能光栅检测装置,该检测装置采用锁相倍频式莫尔条纹细分方法完成２００细分,提高了系统的分辨率。     

基于智能数字锁相技术的光栅细分方法

在高精度数字集成化光栅测控系统的研制过程中,光栅传感器输出信号的细分方法至关重要。为了在保证跟踪速度的前提下提高光栅传感器的细分精度,提出了基于智能数字锁相技术的光栅细分方法。研究了该方法中光栅跟踪速度与细分数的关系,所设计的智能K模计数器可根据不同的捕获过程来选择合适的K值,从而在保证输出信号稳定的情况下,缩短锁相时间,提高跟踪速度。利用FPGA设计并实现了该方法,通过仿真验证了其正确性,为数字集成化光栅测控系统的研制奠定了基础。     

光栅细分可预置倍频锁相电路

介绍长圆光栅数显表中一种细分数任意可调的莫尔条纹细分电路，并对电路原理进行了详尽的分析。     

一种新型锁相倍频鉴相细分理论的研究

介绍了一种新型的锁相倍频鉴相式的细分理论,结合了锁相倍频和鉴相两种细分方法,取长补短,思路新颖,着重介绍了该理论的原理框图和公式的推导。     

莫尔条纹信号的数字锁相倍频系统

为实现对莫尔条纹信号的高倍动态细分,提出了莫尔条纹信号数字锁相倍频的细分方法,并设计了基于CPLD芯片的数字锁相倍频系统.该系统将莫尔条纹原始信号处理成方波信号,采用全数字倍频系统对其进行锁相倍频.首先利用鉴频/鉴相器对编码器信号进行鉴别,得到倍频控制字和相位差;然后将倍频控制字送入数控振荡器,实现对原始信号的高倍倍频,同时保证了新生倍频信号与原始信号的相位同步;最后将数控振荡器输出的倍频信号经过N分频,反馈回鉴频/鉴相器,并利用相位差进行相位调整.经过实验证明,系统成功实现了对编码器信号的32768倍的细分.倍频电路全部在CPLD芯片中编程实现,其动态特性好,提高了对编码器信号的跟随速度,避免了机械上对精码码道的刻画、电子学上对精粗码校正及A/D转换中量化等的误差;并且克服了传统模拟倍频方法的响应时间较长、易受温度和电网电压波动影响、存在直流零点漂移及部件饱和等缺欠.     

洛氏硬度计用光栅位移传感器及其细分电路

本文阐述了光栅位移传感器基本结构及其细分电路的基本原理，并简要介绍了在洛氏硬度计上的应用方法。     

光栅传感器细分技术的研究

光栅传感器输出信号的细分技术是实现高分辨率位移光栅测量的关键技术。利用正切函数曲线在最开始一段区间线性度较好适合高倍数细分的特点,把该区间的正切值细分并制成与细分数相对应的数据表。建立实际的李沙育圆与标准圆的转换关系,把实际测得的信号转换成标准圆中的数值。通过查表来获取准确的细分值,有效的提高了运算速度,细分倍数提高到两千份,使分辨率达到了纳米级的测量水准。通过实验测试,在测量过程中没有出现丢失数据的现象,计数稳定、准确。     

数字集成化光栅数显装置的研究与设计

介绍了光栅数显装置的现状，提出了锁相式莫尔条纹细分理论，给出了具体的推导过程，论述了该理论的特点，并基于该理论研制出新型数字集成化光栅数显装置。详细介绍了系统的硬软件设计，由于采用了ISP1032-80芯片及89C52单片机，实现了系统的数字化、集成化，具有测量精度高、跟踪速度快、抗干扰能力强等特点。     

提高光栅测控系统分辨率的神经网络方法

描述了一种光栅信号的神经网络细分方法，阐述了细分原理和神经网络的训练算法。给出了仿真实验，结果表明，使用该方法只要用少量的训练样本即可达到较高的细分精度，使分辨率得到很大提高，简化了硬件设计，提高了系统的可靠性。     

基于LABVIEW的高精度光栅细分方法

光栅测量技术的基本内容主要是光栅信号的计数和细分问题。高精度的光栅测量其分辨率要求达到纳米级甚至微纳米级。通过提高光栅刻线密度来提高其测量精度和分辨率是无法达到的。为了使光栅测量具有更高的精度,我们只能对光栅信号进行细分处理。在本文中我们利用LABVIEW软件提出一种软件细分方法,利用光栅信号的两路信号的正负以及绝对值差的正负将信号周期分为八个区间,计算出每个区间的细分值,并且用LABVIEW软件进行编程,从而达到细分的效果。     

采用光栅成像原理的光栅位移传感器

本文从光栅成像理论出发，导出了具有结构简单，且能在大间隙下工作的光栅成像型位移传感器。并系统地探讨了这种传感器的理论，给出其实验结果。     

光栅式大量程高分辨率位移测量研究

提出一种光栅式位移测量新方法,利用单个普通低线数计量光栅,实现高分辨率,大量程的位移测量。给出测量光路图,分析测量原理,最后介绍初步原理实验及结果。     

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.     

多参数协同调制的高分辨力直线时栅位移传感器

为了解决高精度的直线时栅位移传感器依赖空间超精密刻线和刻线不均匀等问题,提出一种采用多参数协同调制的新型直线时栅位移传感器.该传感器通过在PCB基板上布置阵列的激励线圈和特定形状的感应线圈,通过调制感应的面积和线圈的参数,感应出电行波信号,经过整形后用高频时钟脉冲插补得到位移量.通过仿真分析设计与样机实验,得出实验结果...     

基于51的光栅位移检测装置的设计

介绍了基于51单片机的光栅位移检测装置。装置主要由电源模块,信号调理模块,按键,LCD显示模块和单片机处理模块这几个部分组成。该装置可以实现对微小位移的检测,并在LCD显示屏上显示测量结果。按键有测量,清零,保持与通讯等功能,并且可以通过RS232串口实现与上位机的通讯。装置既可以进行独立检测,也可以实现上位机的控制检测。人机界面使用可视性编程语言VB实现。     

基于USB总线的光栅位移传感器检测系统设计

介绍了USB(通用串行总线)以及带USB接口的单片机PIC18F4550和光栅位移传感器等的基本知识.详细介绍了基于USB总线的光栅位移检测系统的软硬件设计.文中介绍了带全速USB接口的单片机PIC18F4550的特点,并利用它的USB接口设计了一个光栅位移检测装置,提高了光栅位移检测系统的抗干扰能力和可靠性,减小了系统的体积和成本,同时,在实验的基础上提出了一种全新的光栅位移传感器辨向与细分算法的设计,解决了光栅传统理论中的"光栅的细分倍数与光栅位移速度是互为矛盾的"观点.     

一种基于相位光栅干涉微位移传感器的研制

高精度微位移传感器是表面计量技术的关键技术之一.文中介绍了一种低成本、高精度的接触式微位移传感器.该传感器采用平行簧片实现精密直线运动,相位透射型正弦衍射光栅作为计量光栅实现高精密的位移测量.文中分析了其测量原理、光学原理、干涉条纹的光电接收以及辨向、细分.理论分析和实验应用结果表明该传感器垂直分辨率可达到nm级,测量量程为2 mm,可以用于微纳米表面形貌和轮廓的测量.     

基于时空域变换和动态预测的光栅信号细分方法

为了提高光栅信号的细分倍数和细分精度,提出一种基于时空域变换和动态预测的光栅信号细分方法。根据光栅栅距与电信号周期的对应关系,利用该电信号过零点触发时间采样,完成空间基准向时间序列的转化。通过时间序列分析建立动态预测模型,预测下一个采样时间,并在预测时间内发送光栅信号细分脉冲。实验表明,细分倍数为400和800时的角位移细分误差均为±1. 2″,且光栅运动加速度及其变化率越小,细分误差越小。