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位移传感器细分技术与辨向原理

浏览次数: 日期:2019-01-07 10:27:05

    市场上热销的光栅尺位移传感器、磁栅尺位移传感器、感应同步器等,由于技术原因及制造成本限制,其精度不可能无限小。然而随着自动化设备对高精度位移传感器的需求,以栅距为单位的脉冲信号输出位移传感器已经不能满足部分高精度场合的测量与控制要求,需要采取适当的措施对脉冲信号进行细分。也就是将位移传感器输出信号一个周期内的脉冲细分为n个脉冲,细分后的计数脉冲将n倍增加,因此也成为n倍频。

    位移传感器细分技术涉及辨向问题。位移传感器使用中可实现正、反两个方向的移动,无论是直线位移测量还是角位移测量,都需要根据传感器输出信号判别出移动的方向。因此信号辨向必须有两路信号,并且无法根据两路型号相位差0°或者180°辨向。相位差90°的两路信号最为可靠。

    电路细分是采用电路手段对位移传感器脉冲信号周期性输出信号进行插值细分,提高传感器分辨率的一种方法。根据周期性输出信号的波形、振幅或者相位变化规律进行插补,从而获得优于一个信号周期的更高分辨率。细分电路按照工作原理分为:直传式细分与平衡补偿式细分;按照处理信号分为:调制信号细分与非调制信号细分。

    直传式细分电路位移传感器的周期性信号可经波形变换电路、比较器、模数转换器与逻辑电路,直接转换为频率更高的脉冲信号。电阻链分相电路是将正余弦信号施加在电阻链两端,在电阻链的节电上课获得幅值与相位各不相同的电信号。经整形形成脉冲后,就能在正余弦信号的一个周期内获得多个计数脉冲,实现信号细分。电阻链分相细分技术具有良好的动态特性,应用较为广泛。但是,细分数越高,系统所需的电子元器件也成比例增加,电路将变得越来越复杂。电阻链细分所用元器件是分压关系,功率较小,但是电阻阻值调整比较困难,因此电阻链分相细分技术主要用于细分数不高的场合。

    软件细分是利用微机系统代替硬件电路对输出信号进行计算,实现细分目的。微机细分技术按照工作原理可分为:与硬件细分相结合的细分技术、时钟脉冲细分技术、量化细分技术。软件细分技术可利用查表实现细分,相对减少了计算机运算时间。通过修改程序和正切表,很容易实现高精度的细分。但是软件细分技术需要进入查表,细分速度慢,主要用于输入信号频率不高或者静态测量场合使用。

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