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上海申思特自動化設備有限公司
主營產品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時間：2016-12-28 18:19:17瀏覽次數：767
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時柵E+E位移傳感器信號處理系統(tǒng)集成化設計與實現
時柵E+E位移傳感器采用“用時間測量空間”的“時空坐標轉換”的測量理論，不需要精密機械刻線就能實現精密位移測量，因而越來越多的應用在數控機床和其他精密位移測量領域，逐漸從理論實驗階段向市場化、商業(yè)化發(fā)展。但是由于時柵信號處理系統(tǒng)采用模塊化的結構設計，驅動電源、信號采集與處理、數據處理與誤差補償等各部分分別由不同的處理器芯片來完成。
時柵E+E位移傳感器信號處理系統(tǒng)集成化設計與實現
為提高時柵的測量精度,擴大其應用領域,提出了一種基于雙測頭的時柵E+E位移傳感器實時在線自標定方法。利用空域信號傅里葉級數的空間位移和線性性質,找出了相距一固定角的兩個測量位置時柵示值之差數列的傅里葉級數與誤差函數傅里葉級數間的關系;在此基礎上,提出利用雙測頭相對回轉的方法,實現了相距定角的兩測量位置時柵示值之差數列的傅里葉級數的獲取和誤差函數的重構;分析了定角取值對誤差函數重構精度的影響。隨著時柵傳感器的廣泛應用，其不足之處日益顯現：一是各模塊使用不同芯片，使得生產成本偏高、程序下載繁瑣；二是需要設計不同種類電源為各芯片進行供電，電源設計復雜；三是分離式的設計使得處理系統(tǒng)體積偏大，不利用集成化應用。 基于以上信號處理系統(tǒng)的不足，提出一種基于單片微控制器的時柵E+E位移傳感器集成化信號處理系統(tǒng)，將時柵信號的激勵信號發(fā)生、感應信號處理與采集、數據處理與誤差補償集中在一片芯片中完成，提高信號處理的集成化、簡化生產工藝、降低生產成本。 通過對時柵傳感器信號處理系統(tǒng)性能要求以及市場上各種微控制處理能力的綜合分析，本設計選用ST公司推出的基于Cortex-M4內核的STM32F4VGT微控制器作為主控芯片，采用數字頻率直接合成（DDS）技術進行激勵源的設計，利用芯片“輸入捕獲”功能來完成感應信號的采集，由芯片集成的FPU和DSP指令集進行數據處理和算法實現，采用多測頭法進行測量誤差分離，并采用傅氏級數諧波修正技術實現誤差修正，實現了單芯片處理的時柵傳感器信號處理系統(tǒng)的設計。
時柵E+E位移傳感器信號處理系統(tǒng)集成化設計與實現
試驗結果表明:該方法能在誤差頻次高、誤差成分復雜的條件下有效降低整周范圍內時柵的測量誤差,對72對極的時柵傳感器,經自標定后剩余誤差的峰-峰值小于2″,達到計量光柵精度水平,且系統(tǒng)極易集成,易于實現。該方法特別適合于大直徑、大中空等特殊條件下時柵的自標定,也同樣適用于其他同類型E+E位移傳感器的自標定。
