激光切割機高度跟隨系統(tǒng)的檢測電路研究與設(shè)計.pdf

1、在激光切割過程中，因板材的不平整、激光對板材的熱效應(yīng)導(dǎo)致板材變形，導(dǎo)致激光切割走位時切割頭到板材間距產(chǎn)生變動，激光離焦量變動導(dǎo)致切割效果受到影響，這就需要在 Z軸引入位移調(diào)高系統(tǒng)，實時檢測并調(diào)整切割頭的高度，使其相對位置保持恒定。而電容測量電路是調(diào)高系統(tǒng)能夠正常運行的基礎(chǔ)。電容傳感器的動極板和板材組成一個測量電容，通過同軸電纜連接到微電容測量電路，從而可以測量到相應(yīng)的電容值，也就可以得知其間距。本課題在深入理解電容傳感器的原理和多種測量

2、電路的基礎(chǔ)下，設(shè)計了一種電容式測頻電路。
　　首先，對激光切割機做簡單介紹和課題研究目的和意義，并理解國內(nèi)外位移檢測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，接著說明了對電容檢測電路的研究情況。
　　其次，對整個Z軸調(diào)高系統(tǒng)進行了整體的認識并了解了各種位移傳感器的基本原理和相應(yīng)的產(chǎn)品，接著深入理解電容傳感器的原理，推導(dǎo)出電容變化量和動極板間距的關(guān)系并對電容傳感器做了等效電路的高低頻的分析。并對影響電容傳感器的干擾因素做了分析并提出了相應(yīng)的方法，并對多

3、種電容測量電路做了原理說明以及對其優(yōu)缺點做了分析。
　　再次，對測頻電路設(shè)計分為兩大步走，第一步是把電容傳感器接入LC振蕩器，將被測電容的變化體現(xiàn)在輸出波形的頻率上，第二步是鑒頻部分電路設(shè)計，振蕩器振蕩的波形通過信號放大模塊對波形的幅值進行放大，接著通過波形變換模塊把正弦波轉(zhuǎn)化為方波信號，最終接入STM32進行頻率測量，并使用多項式曲線擬合最終得到切割頭到板材的距離。
　　最后，對頻率穩(wěn)定度、電路的波形及其STM32測頻進行