基于光柵傳感器的位移測量儀的制作方法
【專利摘要】基于光柵傳感器的位移測量儀涉及一種測量系統(tǒng)，尤其是涉及一種位移測量系統(tǒng)的改進。 本發(fā)明 提供一種測量精度高、研制過程簡單的基于光柵傳感器的位移測量儀。 本發(fā)明包括微處理器，其結(jié)構(gòu)要點是：硬件電路通過第一光柵傳感器與 X 向?qū)к壪到y(tǒng)相連，硬件電路還通過第二光柵傳感器與 Y 向?qū)к壪到y(tǒng)相連； X 向?qū)к壪到y(tǒng)和 Y 向?qū)к壪到y(tǒng)均設(shè)置在 X-Y 工作臺上。
【專利說明】 基于光柵傳感器的位移測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種測量系統(tǒng)，尤其是涉及一種位移測量系統(tǒng)的改進。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，用于X-Y工作臺的位移測量儀被廣泛地應(yīng)用在光學(xué)精密測量機器和微機械制造機器中，人們對這種測量儀的測量精度和系統(tǒng)擴展性提出了更高的要求。目前，多數(shù)位移測量儀采用2個微處理器分別對坐標X和坐標Y的位移信息進行處理，并用軟件技術(shù)進行計數(shù)。這種方法的主要缺點在于不能對高速脈沖進行計數(shù)，從而產(chǎn)生漏計數(shù)現(xiàn)象，影響了測量精度。此外，開發(fā)儀器時，需要對2個微處理器分別進行調(diào)試，然后聯(lián)合調(diào)試，使研制過程繁瑣且不易于日后擴展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種測量精度高、研制過程簡單的基于光柵傳感器的位移測量儀。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括微處理器，其結(jié)構(gòu)要點是:硬件電路通過第一光柵傳感器與X向?qū)к壪到y(tǒng)相連，硬件電路還通過第二光柵傳感器與Y向?qū)к壪到y(tǒng)相連；x向?qū)к壪到y(tǒng)和Y向?qū)к壪到y(tǒng)均設(shè)置在X-Y工作臺上。
[0005]作為一種優(yōu)選方案，微處理器由緩沖器、存儲器、微處理器和通訊單元組成。
[0006]本發(fā)明有益效果。
[0007]1、測量精度高、研制過程簡單。
[0008]本發(fā)明包括微處理器，硬件電路通過第一光柵傳感器與X向?qū)к壪到y(tǒng)相連，硬件電路還通過第二光柵傳感器與Y向?qū)к壪到y(tǒng)相連；x向?qū)к壪到y(tǒng)和Y向?qū)к壪到y(tǒng)均設(shè)置在X-Y工作臺上。本發(fā)明通過對2個光柵傳感器輸出的信號分別進行20細分，然后對細分后的信號分別進行辨向和計數(shù)，再由一個微處理器對辨向信號和計數(shù)信號進行處理，得到X-Y工作臺在坐標X和坐標Y方向的位移測量值，最后根據(jù)誤差修正算法對位移測量值進行修正，從而提高了測量儀的測量精度、簡化了研制過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及【具體實施方式】，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0010]圖1是本發(fā)明原理框圖。

【具體實施方式】
[0011]如圖所示，本發(fā)明包括微處理器，硬件電路通過第一光柵傳感器與X向?qū)к壪到y(tǒng)相連，硬件電路還通過第二光柵傳感器與Y向?qū)к壪到y(tǒng)相連；x向?qū)к壪到y(tǒng)和Y向?qū)к壪到y(tǒng)均設(shè)置在X-Y工作臺上。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，微處理器由緩沖器、存儲器、微處理器和通訊單元組成。
[0013]微處理器系統(tǒng)。
[0014]微處理器系統(tǒng)主要由緩沖器、存儲器、微處理器和通訊單元組成。緩沖器單元是由6片74LS244構(gòu)成2個緩沖器，其中3片74LS244(UB1?UB3)構(gòu)成一個緩沖器，它可暫時存儲可逆計數(shù)器UTl?UT5的計數(shù)值；其余3片74LS244 (UB4?UB6)構(gòu)成另一個緩沖器，它可暫時存儲可逆計數(shù)器UT6?UTlO的計數(shù)值。由于工作臺和線位移光柵傳感器的安裝及長期使用等因素將導(dǎo)致較大的系統(tǒng)誤差，影響測量儀的測量精度。為了提高測量儀的測量精度，采用了線性插值誤差修正算法對測量得到的數(shù)據(jù)進行修正。存儲器用于存放系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)、采集到的數(shù)據(jù)和誤差修正數(shù)據(jù)表。由于74LS244具有總線驅(qū)動功能，因此，無需額外的驅(qū)動線路就可使微處理器獲取總線上的數(shù)據(jù)。微處理器為P89C58，它按一定的時序通過數(shù)據(jù)總線獲取3個字節(jié)二進制的測量數(shù)據(jù)，并進行計算和處理，得到十進制的測量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)誤差點數(shù)據(jù)表，進行誤差修正，最后將修正后的數(shù)據(jù)送到LED顯示器進行顯示。LED顯示器主要由2組7位LED數(shù)碼管組成，它們分別顯示坐標X和坐標Y的數(shù)值。其中，最高一位LED顯示坐標的正、負方向，其余6位LED顯示坐標的數(shù)值，它們對微處理器送入的數(shù)據(jù)進行動態(tài)顯示。
[0015]光柵傳感器。
[0016]光柵傳感器主要由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭構(gòu)成。其中，光柵讀數(shù)頭由LED光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和驅(qū)動線路組成。光柵傳感器的光學(xué)測量系統(tǒng)采用透射式紅外測量方式，光源發(fā)出的光束的波長為880nm，該光束經(jīng)過透鏡準直后垂直照射在光柵尺上形成莫爾條紋，然后在4個光敏元件上成像并轉(zhuǎn)換成與之成比例的正弦電壓信號，最后通過驅(qū)動電路對元件輸出的信號進行功率和幅值放大。光柵傳感器使用了 2個線位移光柵傳感器A和B，它們各有一個絕對零位標識，分別提供X-Y工作臺的坐標X和坐標Y的絕對位移信息。
[0017]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求書確定的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于光柵傳感器的位移測量儀包括微處理器，其特征在于硬件電路通過第一光柵傳感器與X向?qū)к壪到y(tǒng)相連，硬件電路還通過第二光柵傳感器與Y向?qū)к壪到y(tǒng)相連；χ向?qū)к壪到y(tǒng)和Y向?qū)к壪到y(tǒng)均設(shè)置在X-Y工作臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光柵傳感器的位移測量儀，其特征在于微處理器由緩沖器、存儲器、微處理器和通訊單元組成。
【文檔編號】G01B11/02GK104457579SQ201310417679
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月14日
【發(fā)明者】徐世銘, 程杰 申請人:徐世銘