一种新型位移测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型位移测量装置，包括单片机和与其相连的复位电路、显示电路、晶振电路，单片机输出端还与74LS373模块、译码电路连接，74LS373模块与2764模块连接，译码电路与8254模块、2764模块、8255模块连接，8254模块、2764模块均与8255模块连接，8255模块与I/O电路、键盘电路连接，8254模块还与振荡电路、与门的输出端、励磁信号模块相连接，与门与鉴相器连接，励磁信号模块与信号转换模块连接，鉴相器与前置放大模块、信号转换模块连接，前置放大模块与定尺连接，信号转换模块与滑尺连接。本实用新型结构简单，抗干扰能力强，测量精度和分辨率高，测量速度快，实用性强。
【专利说明】
一种新型位移测量装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种新型位移测量装置。
【背景技术】
[0002]直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，它利用滑尺和定尺的檄磁绕组和感应绕组之间随着它们相对位置变化而产生电磁偶合的变化，从而发出相应的位移电信号来进行位置检测直线感应同步器的位置测量系统有鉴幅型和鉴相型两种不同方式。本装置仅采用鉴相型测量。目前我国很多单位或大专院校都对直线感应同步器位置测量作了大量的研究，并取得了成果。但常采用180。鉴相方法，设计出180度鉴相电路这种方法容易在测量时产生过渡误差，动态误差较大，测量准确度差。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型位移测量装置，采用360度鉴相方法，使用电子细分技术测量位移，硬件结构简单，抗干扰能力强，测量精度高，测量速度快，分辨率高，工作速度最高，实用性强，有效解决了现有技术的不足。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型位移测量装置，其特征在于:包括单片机和与单片机相连的复位电路、显示电路、晶振电路，所述单片机输出端还与74LS373模块、译码电路连接，所述74LS373模块与2764模块连接，所述译码电路与8254模块、2764模块、8255模块连接，所述8254模块、2764模块均与8255模块连接，所述8255模块输出端与I/O电路、键盘电路连接，所述8254模块还与振荡电路、与门的输出端、励磁信号模块相连接，所述与门输入端与鉴相器连接，所述励磁信号模块输出端与信号转换模块连接，所述鉴相器输出端与前置放大模块、信号转换模块连接，所述前置放大模块输出端与定尺连接，所述信号转换模块与滑尺连接。
[0005]上述的一种新型位移测量装置，其特征在于:所述励磁信号模块输出端还与与门的输入端连接。
[0006]上述的一种新型位移测量装置，其特征在于:所述前置放大模块包括信号滤波放大模块、波形整形模块和功放模块。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]本实用新型的直线式感应同步电器采用360度鉴相方法，使用电子细分技术测量位移，硬件结构简单，抗干扰能力强，测量精度高，测量速度快，分辨率高，工作速度最高，实用性强，有效解决了现有技术的不足。
[0009]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的整体硬件结构原理图。
[0011]图2是本实用新型的鉴相电路电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，一种新型位移测量装置，其特征在于:包括单片机I和与单片机I相连的复位电路2、显示电路3、晶振电路4，所述单片机I输出端还与74LS373模块5、译码电路6连接，所述74LS373模块5与2764模块9连接，所述译码电路6与8254模块7、2764模块9、8255模块12连接，所述8254模块7、2764模块9均与8255模块12连接，所述8255模块12输出端与I/O电路13、键盘电路14连接，所述8254模块7还与振荡电路8、与门11的输出端、励磁信号模块10相连接，所述与门11输入端与鉴相器15连接，所述励磁信号模块10输出端与信号转换模块17连接，所述鉴相器15输出端与前置放大模块16、信号转换模块17连接，所述前置放大模块16输出端与定尺18连接，所述信号转换模块17与滑尺19连接。
[0013]本实施例中，所述励磁信号模块10输出端还与与门11的输入端连接。
[0014]本实施例中，所述前置放大模块16包括信号滤波放大模块、波形整形模块和功放模块。
[0015]本实用新型的直线式感应同步器位置检测的硬件电路原理如图1所示。图中以单片机为核心器件，配有存储器扩展电路、复位电路、译码电路、时钟发生电路、信号发生器、感应信号的滤波放大整形电路、360度鉴相电路、显示电路及按键电路等。其中各个电路模块具体介绍如下:
[0016]1、时钟发生电路
[0017]有2套时钟电路，其中时钟I为11.0592Hz，用于单片机的系统时钟，时钟2产生的时钟频率为6MHz，用作鉴相电路信号发生器的信号和内插细分脉冲信号。
[0018]2、可编程并行接口 8255A
[0019]系统用8255A芯片扩展了16个按键，8路开关量输人和8路开关量输出接口。
[0020]3、显示器接口电路
[0021]系统中用单片机的异步串行口设置为移位寄存器工作方式，用74LS164串入并出芯片扩展显示器接口电路。
[0022]4、前置放大电路
[0023]前置放大器包括信号滤波放大、波形整形和功放，以保持激励信号有较好的波形和足够的功率，而感应信号幅值和频率与激励相同，但具有不同的相角。
[0024]5、鉴相电路
[0025]这是该测量系统的核心硬件。根据本实用新型的鉴相原理，选用INTEL公司生产的8254高速可编程定时/计数器芯片作为电子细分电路的计数器，并用2个D触发器来构成鉴相电路，如图2所示。
[0026]把8254计数器O设定为工作方式3，作为分频器使用，计数器I和计数器2用其工作方式0，即终止计数方式。计数器O从CLK引脚接6MHz的标准时钟进行500次分频后从OUTO脚输出12kHz的方波信号。再经两级D触发器分频后产生3kHz正交方波信号，滤去谐波后，将正交的正弦基波信号分别送入滑尺的两相绕组。计数器I和计数器2作为两坐标测量电子细分的内插细分信号输人计数器。相位差信号作为8254的计数器I和计数器2的GATE门的开启信号。当GATE为高电平时，计数器I和计数器2对6M内插细分信号进行计数；当GATE门信号为低电平时.则停止计数。
[0027]另外，3kHz的方波信号作为基准时标信号。从定尺感应出来的输出信号由74LS14整形成调相方渡P，设P方波相位滞后于D触发器3的9端输出信号。在P点上升沿到来之前，D触发器5的9端输出为O。此时触发器6被预置，B点变为高电平，则在P点上升沿到来之后，B点又变为低电平。且触发器5被预置，所以B点的波形宽度为两信号相位差时间。B点的脉冲信号再经1.5kHz方波信号A采样后的信号开启8254计数器的GATE门计数器开始以6MHz频率内插脉冲计数此时被测信号频率为3kHz，内插细分信号频率为6MHz，则细分数为2000，分辨率为0.0Olmm0
[0028]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种新型位移测量装置，其特征在于:包括单片机(I)和与单片机(I)相连的复位电路(2)、显示电路(3)、晶振电路(4)，所述单片机(I)输出端还与74LS373模块(5)、译码电路(6)连接，所述74LS373模块(5)与2764模块(9)连接，所述译码电路(6)与8254模块(7)、2764模块(9)、8255模块(12)连接，所述8254模块(7)、2764模块(9)均与8255模块(12)连接，所述8255模块(12)输出端与I/O电路(13)、键盘电路(14)连接，所述8254模块(7)还与振荡电路(8)、与门(11)的输出端、励磁信号模块(10)相连接，所述与门(11)输入端与鉴相器(15)连接，所述励磁信号模块(10)输出端与信号转换模块(17)连接，所述鉴相器(15)输出端与前置放大模块(16)、信号转换模块(17)连接，所述前置放大模块(16)输出端与定尺(18)连接，所述信号转换模块(17)与滑尺(19)连接;所述励磁信号模块(10)输出端还与与门(11)的输入端连接;所述前置放大模块(16)包括信号滤波放大模块、波形整形模块和功放模块。
【文档编号】G01B7/02GK205537487SQ201620097249
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】熊昕, 熊茂华
【申请人】广州番禺职业技术学院