本文關(guān)鍵詞：觸針式微位移傳感信號的采集及橫向掃描系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著當(dāng)今社會對精密機(jī)器需求的不斷提高,精密制造與精密測量領(lǐng)域的地位越來越重要,其關(guān)系著整個國家的工業(yè)水平,粗糙度輪廓儀是用于精密測量的重要儀器。目前國內(nèi)粗糙度輪廓儀技術(shù)還不夠成熟,因此設(shè)計一款精度較高的輪廓儀具有重要現(xiàn)實意義。本文對橫向掃描系統(tǒng)、觸針恒力控制系統(tǒng)與觸針位移信號采集系統(tǒng)等方面進(jìn)行了前期研究。首先對橫向掃描系統(tǒng)的各種技術(shù)方案進(jìn)行了分析,根據(jù)橫向掃描系統(tǒng)的抗震性要求,確定了同步帶拖動掃描塊的方案,對掃描過程中可能出現(xiàn)的爬行進(jìn)行分析,并對以材料為工具鋼的基準(zhǔn)桿,合金銅為摩擦片的摩擦副進(jìn)行了設(shè)計。其次在觸針恒力控制系統(tǒng)上,為恒力音圈電機(jī)開發(fā)了恒力驅(qū)動器。采用12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供微弱可變電壓,射極跟隨器進(jìn)行隔離跟隨,利用達(dá)林頓管放大電流驅(qū)動負(fù)載。然后在觸針位移信號采集系統(tǒng)上,利用光柵角度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和上位機(jī)形成采集系統(tǒng),上位機(jī)根據(jù)通訊協(xié)議向采集卡發(fā)送字符命令,接受并處理采集卡返回的數(shù)值,顯示在上位機(jī)軟件上。最后為橫向掃描系統(tǒng)、觸針恒力控制系統(tǒng)與觸針位移信號采集系統(tǒng)搭建實驗平臺,以此來驗證實驗系統(tǒng)的可行性。觸針恒力控制是基于光柵角度傳感器測得的觸針杠桿角度信號,轉(zhuǎn)換為變化的音圈電機(jī)電流值,并通過恒力驅(qū)動器輸給音圈電機(jī),實現(xiàn)觸針測量力的恒定。通過對Fresnel光學(xué)鏡片輪廓的測量及比對實驗,驗證了橫向掃描系統(tǒng)及采集系統(tǒng)可以正確采集樣件的輪廓數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：橫向掃描 信號采集 恒力驅(qū)動器 探測力
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG84
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題背景及意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究概況9-12
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 主要研究內(nèi)容12-13
• 第2章 橫向掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計13-24
• 2.1 引言13
• 2.2 橫向掃描系統(tǒng)方案選型13-14
• 2.3 橫向掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計14-19
• 2.3.1 動力系統(tǒng)15-16
• 2.3.2 同步帶傳動型拖動系統(tǒng)16-17
• 2.3.2 導(dǎo)向系統(tǒng)17-19
• 2.4 橫向掃描系統(tǒng)的爬行性19-21
• 2.4.1 模型構(gòu)建19-21
• 2.4.2 爬行臨界參數(shù)21
• 2.5 縱向位移系統(tǒng)與整體結(jié)構(gòu)21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-24
• 第3章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計24-38
• 3.1 引言24
• 3.2 整體控制電路24
• 3.3 恒力驅(qū)動器設(shè)計24-33
• 3.3.1 電源模塊25-26
• 3.3.2 最小控制電路26-27
• 3.3.3 驅(qū)動電路27-29
• 3.3.4 ,DA模塊29-30
• 3.3.5 ,AD模塊30-32
• 3.3.6 電路板設(shè)計與調(diào)試32-33
• 3.4 觸針式微位移測量系統(tǒng)33-35
• 3.4.1 觸針式測量頭參數(shù)33-34
• 3.4.2 光柵信號采集34-35
• 3.5 直流電機(jī)驅(qū)動器選型35
• 3.6 其它硬件選型35-37
• 3.7 本章小結(jié)37-38
• 第4章 上位機(jī)與下位機(jī)軟件設(shè)計38-47
• 4.1 引言38
• 4.2 數(shù)據(jù)采集與處理38-39
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集38-39
• 4.2.2 提取輪廓信號39
• 4.3 下位機(jī)程序編寫39-43
• 4.3.1 主程序編寫40
• 4.3.2 串口中斷程序編寫40
• 4.3.3 直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制程序40-42
• 4.3.4 四相搖桿程序42-43
• 4.4 上位機(jī)程序43-45
• 4.4.1 采集程序與系統(tǒng)設(shè)置43-44
• 4.4.2 串口的初始化44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 第5章 實驗與分析47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 基準(zhǔn)桿直線度測量47-48
• 5.3 恒力驅(qū)動實驗48-53
• 5.4 聯(lián)調(diào)實驗53-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張從鵬;劉強(qiáng);;直線電機(jī)氣浮精密定位平臺設(shè)計與控制[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2008年02期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：704792