基于絕對式位移傳感器的傳動(dòng)誤差檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、歷經(jīng)多年不懈努力,時(shí)柵[1-3]位移傳感器的研究已獲得重要突破,與傳統(tǒng)柵式位移傳感器相比,時(shí)柵是一種全新原理的位移傳感器,通過“以時(shí)間測量空間”,因徹底回避了精密機(jī)械刻線而使加工難度和成本大大降低,抗油污粉塵能力強(qiáng),智能化程度高從而具有很高的商業(yè)價(jià)值。本文研究的內(nèi)容就是時(shí)柵代替光柵等傳統(tǒng)柵式傳感器在傳動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用,為時(shí)柵從實(shí)驗(yàn)室走向市場化打下一個(gè)基礎(chǔ)。
　　在傳動(dòng)領(lǐng)域中,由于傳動(dòng)的效果最終是以整條傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)表現(xiàn)出來,因此要獲得

2、高質(zhì)量的傳動(dòng),光靠研究單個(gè)齒輪的加工以及誤差是不夠的,只有通過對整條傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的精密測量,才能達(dá)到事半功倍的效果。絕對式時(shí)柵位移傳感器的傳動(dòng)誤差檢測系統(tǒng)是在原 FMT[6]系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合時(shí)柵位移傳感器的自身特點(diǎn)而開發(fā)的時(shí)實(shí)傳動(dòng)誤差分析的系統(tǒng),具有環(huán)節(jié)誤差少,精度高,結(jié)構(gòu)緊湊,成本低等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文所反映作者的主要研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)一套基于絕對式位移傳感器的FMT(全微機(jī)化傳動(dòng)誤差檢測分析系統(tǒng))系統(tǒng)理

3、論,采用時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[5-6]和數(shù)據(jù)擬合[11]將等時(shí)采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為等空間采樣數(shù)據(jù)點(diǎn),找出相對應(yīng)的高速端和低速端角位移,求出傳動(dòng)誤差曲線,通過頻譜圖分析傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)效果。
　　(2)實(shí)驗(yàn)室前期基于光柵的FMT系統(tǒng)中 CPLD信號預(yù)處理模塊主要負(fù)責(zé)的為信號分頻和高頻脈沖的插補(bǔ),通過外部8254計(jì)數(shù)器得出傳動(dòng)比誤差。由于時(shí)柵和光柵信號格式的不同,因而采用處理的方式也不同,在本次實(shí)驗(yàn)中采用CPLD[7-9]可編程芯片將3個(gè)分頻器、6個(gè)

4、32位計(jì)數(shù)器、2個(gè)讀寫模塊和2個(gè)FIFO模塊直接做在CPLD內(nèi)部,通過高頻插補(bǔ)脈沖方法實(shí)現(xiàn)對低速端,高速端角位移的測量。然后MCU將讀取的采集數(shù)據(jù)通過USB以數(shù)據(jù)包的格式上傳到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,使得電路更緊湊,穩(wěn)定性更好。
　　(3)采用Visual C++[10-12]調(diào)用Matlab[13-16]程序包開發(fā)了一套 TE測量系統(tǒng),主要包括數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)分析和頻譜分析三部分。
　　(4)做了3個(gè)試驗(yàn):一個(gè)仿真試驗(yàn),一個(gè)單傳