典型位移傳感器的通用接口系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、時柵是一種新型的位移傳感器，利用時間測量空間，具有較高的性價比。為了提高時柵對傳統(tǒng)位移傳感器的兼容性，盡快普及時柵的應用，需要設計兼容傳統(tǒng)位移傳感器的時柵電氣接口。
　　 傳統(tǒng)的位移傳感器（如光柵）大多“以空間測量空間”，具有較好的動態(tài)性能，而時柵通過測量時間來間接測量空間的原理決定了時柵在測量過程中存在一個測量周期，使得在動態(tài)測量過程中時柵的位置反饋變得不連續(xù)。
　　 針對時柵動態(tài)性能不足和與典型位移傳感器接口不兼容的

2、問題，做了如下工作：
　　 1.提出了一種回轉位置預測測量新方法，利用時間序列理論對時柵測量值進行建模、分析，預測出未來一個測量周期的角度值，并將絕對式離散角度測量值轉化為增量式連續(xù)脈沖信號，進行位置反饋，使得基于靜態(tài)測量的時柵傳感器可應用于動態(tài)位置的連續(xù)反饋。研究了預測測量誤差修正方案，利用當前實際測量值對上一次的預測誤差進行修正，使得預測誤差不會累積。
　　 2.以圓光柵和旋轉變壓器作為典型位移傳感器，研究了以反饋增

3、量位置值為代表的HEIDENHAIN圓光柵TTL增量式接口，以及反饋絕對位置值為代表的帶數(shù)字轉換器的旋轉變壓器接口的特點，分析了通用接口設計思想，并設計了時柵的TTL增量式接口和旋轉變壓器接口。
　　 3.設計了一塊數(shù)據(jù)同步采集卡，可以同步采集光柵TTL增量信號、時柵TTL增量信號和時柵的旋轉變壓器接口信號，便于展開精度測試實驗。
　　 4.對使用兼容接口的時柵進行了靜態(tài)和動態(tài)測量精度實驗，實驗結果表明：在靜態(tài)測量時，時

4、柵采用設計的TTL增量式接口和旋轉變壓器接口對測量精度幾乎沒有影響，與時柵原本的測量精度一致；動態(tài)測量時，在各種運動狀態(tài)下，當角加速度值不大于0.033162/ms2時，時柵的動態(tài)測量精度為±4″，且無論是采用TTL增量式接口還是采用旋轉變壓器接口，時柵的動態(tài)測量誤差都具有相似的特性，即數(shù)控轉臺運動加速度越小，誤差就相對較小；角加速度越大，誤差就相對較大。
　　 綜上所述，對典型位移傳感器的通用接口的研究促進了時柵的兼容接口的設