机电一体化系统数字信号的检测

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光栅、磁栅、光电编码器、激光干涉仪等传感器输出增量码信号,信号变化的周期与被测位移成正比的信号,其检测系统如图示:
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传感器输出多为正弦波信号,经放大、整形后变成数字脉冲信号,进入计数器、计算机,为提高分辨率,采取细分电路;
辫向电路辨别方向以便正确进行加法或减法记数;
脉冲信号所对应的被测来年感不便于读出和处理时,需进行脉冲当量变换电路。
多路信号的细分与辨向
为提高增量码仪器的分辨率,常将增量码传感器信号的每一周期再细分为若干区间,每个区间计一个数,辨向电路用于辨别测量部件的运动方向。
下图是采用光栅测量线位移的原理图,其中,1,2分别为标尺光栅和指示光栅,其栅距相同。当将两块光栅靠近放置、并让其刻线面平行、刻线方向相交成一个很小的夹角θ时,在于光栅刻线垂直方向上可形成明暗交替的莫尔条纹,如图a透过莫尔条纹的光通量Φ的变化如图b所示,当标尺光栅1相对于指示光栅2沿x方向移动时,莫尔条纹沿y方向移动。如果沿y方向仅放置一个光电元件机电一体化系统数字信号的检测,则光栅尺每相对移过一个栅距W,机电一体化系统数字信号的检测输出的光电信号变化一个周期;如果沿y方向在莫尔条纹宽度B的范围内等间距放置n个光电元件机电一体化系统数字信号的检测机电一体化系统数字信号的检测、…、机电一体化系统数字信号的检测,则光栅尺相对移动时,各光电元件将输出n个相位差依次为360o/n的光电信号。将这n个近似正弦波的光电信号整形成方波后,可利用其上升沿或下降沿发计数脉冲。光栅尺每相对移过一个栅距W,就可获得n个等间隔的计数脉冲,从而实现n细分。(多路信号采集细分一般用于四细分)
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电阻链移相细分与辨向
为了实现更高的细分数,可在多路信号采集细分的基础上,利用细分电路对所获得的信号进一步细分。电阻链移相细分是其中的一种,其细分数可达8 ~ 60。
下图为电阻链移相细分的原理图, 机电一体化系统数字信号的检测机电一体化系统数字信号的检测分别是来自传感器的相位差90°的正弦和余弦信号,即
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由式可见,输入的正、余弦信号经电阻链运算电路进行线性叠加后,得到一相位移为机电一体化系统数字信号的检测的输出信号。改变 机电一体化系统数字信号的检测的比值,就可获得不同相位的输出信号,相位移只能在0°~90°内变化。为了得到0°~360°内的移相信号,可采用如下的电阻链移相电路
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锁相倍频细分与辨向
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锁相倍频细分原理图如上所示。如果被测信号的变化频率,通过锁相倍频电路使输出信号的频率为机电一体化系统数字信号的检测。若对输出信号的周期进行计数,则输入信号每变化一个周期,在输出端可计n个数,从而实现n细分。
为了使输出信号 机电一体化系统数字信号的检测跟踪输入信号机电一体化系统数字信号的检测的变化,并始终保持机电一体化系统数字信号的检测,电路中对机电一体化系统数字信号的检测采用了闭环控制。首先将n机电一体化系统数字信号的检测分频,然后反馈回来与机电一体化系统数字信号的检测进行比较。当机电一体化系统数字信号的检测时,输入信号与反馈信号频率相同,相位差为零,因而鉴相器的输出 机电一体化系统数字信号的检测保持不变,使倍频压控振荡器的振荡频率机电一体化系统数字信号的检测也保持不变。当机电一体化系统数字信号的检测时,输入信号与反馈信号的相位差发生变化,鉴相器的输出机电一体化系统数字信号的检测也发生变化,并通过滤波器使加到振荡器的电压发生变化,振荡频率机电一体化系统数字信号的检测发生变化,直至机电一体化系统数字信号的检测重新达到稳定状态为止。
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