机电工程技术

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年第

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卷第

#

期

机电工程技术

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年第

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卷第

#

期

图 %

电压 &’ 变化图

图 $

光栅向左移动时辨向电路各点波形

图 !

辨向电路原理图

总 是 低 电 平 ， 故 脉 冲 被 阻 塞

()

无 输 出 。 对 与 门

(!

，

*)+

处 于 高 电 平 时 ，

,

也 正 处 于 高 电 平 ， 故 允 许 脉 冲 通 过 ， 并

触发

-

触发器使之置 “

)

”。

.)

计数器对与门

(!

输出 的 脉

冲进行计数。同理，当主光栅反向移动时，与门

(!

阻塞，

()

输 出 脉 冲 信 号 使

-

触 发 器 置 “

)

”，

*./01%)

计 数 器

."

对与门

()

输 出 的 脉 冲 进 行 计 数

［

)

］

。 这 样 每 当 光 栅 移 动 一

个栅距时，辨向电路只输出一个脉冲，

*./01%)

计数器

."

和

.)

所 计 之 脉 冲 数 之 差 代 表 光 栅 位 移

2

。 若 脉 冲 当 量 为

!

，则位移为：

"3

（

#"4#)

）

5!

（

)

）

其中

#"

、

#)

分别表示计数器

."

、

.)

计数值。

为 了 使 信 号

*

、

,

同

步 ， 可 以 通 过 微 分 电 路 把

信 号

*

的 矩 形 波 调 整 为 尖

脉 冲

［

%

］

。 其 中 微 分 电 路 如

图

6

所示。

通 过 调 整

78

值 来 保

证信号

*

、

,

同 步 。 由 图

6

回路可知，电流

$%& 9’(

9)

所以

*& 9’(

9)

:’(%’+

（

!

）

’,3*& 9’(

9)

（

$

）

根 据 微 分 方 程 的 求 解 方 法 ， 可 求 得 方 程 的 特 解

’(+

和

通解

’(;

，则

’(

（

)

）

%’(+:’(;

（

6

）

其中

’(+

为稳态分量，

’(;

为瞬态分量。

’(+3’(

（

)

）

)!-

%’(

（

-

）

（

%

）

’(;3

［

’(

（

"

.

）

/’(

（

-

）］

0

/

)

!

（

#

）

’(

（

)

）

3’(

（

-

）

:

［

’(

（

"

.

）

/’(

（

-

）］

10

/

)

!

（

<

）

其中

!3*&

。

解方程可得电阻

*

两端电压：

’,

（

)

）

%’+/’(

（

)

）

（

/

）

采 用 的

=*>?7 @

发 格

A

光 栅 尺 型 号 为

8?B46!4%

， 测

量 长 度 为

6!CD

， 其 输 出

..E

电 平 ， 高 电 平 为

$F%G

， 低 电

平 为

"F6G

， 信 号 周 期 为

#3!F"5)"

4%

H

。 假 设

* 30"""

，

&3

)BI

，由

J*.E*,

画出的电压

&’

变化图如图

%

所示。由该

图 可 知 ， 当

)K!F%5)"

46

H

， 亦 即

)2# L 6

时 ， 信 号

’,M"F6G

，

也就是说在信号

*

有效的时间内可以准确检测到信号

,

是

高或低电平。

6

光栅位移测量系统的硬件实现

该位移测量系统采用

8?B46!4%

光栅尺采集位移信号，

光 栅 输 出 信 号 为

..E

电 平 。 处 理 采 集 信 号 芯 片 选 用

*NDOP

的

*./01%)

，

/01%)

芯 片 支 持

Q1B

在 线 编 程 功 能 ， 内 部 具

有两个

)#

位的定 时 器

L

计 数 器 。 键 盘 和 显 示 部 分 本 文 采 用

了 炜 煌 公 司 设 计 的 、 具 有

1BQ

串 行 接 口 功 能 且 可 同 时 驱 动

/

位共阴式数码管的智能显示驱动芯片

RS/!/"

。

RS/!/"

内 部 含 有 译 码 器 ， 可 直 接 接 受

)#

进 制 码 或

,8-

码 ， 并 同

时具有

!

种译码方式，可段寻址。

RS/!/"

具有片选信号，

可 方 便 地 实 现 多 于

/

位 的 显 示 或 多 于

#6

键 的 键 盘 接 口 。

图 6

微分电路图

机

床设备

6/