本文關鍵詞：基于DSP2812的光柵細分技術研究　出處：《西南交通大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：光柵技術應用極為廣泛,除應用于大型精密數(shù)控機床、測量儀器外,在中小型測量設備上也有諸多應用,近年來在便攜式精密測量儀器領域也逐漸推廣應用,如西南交通大學牽引動力實驗室研發(fā)的五連桿輪軌測量儀中也用到光柵編碼器來測量角度。光柵細分是實現(xiàn)精密測量的必由之路,為跟蹤該技術的發(fā)展,提高輪軌測量儀精度,本文對光柵細分技術進行了如下研究： 首先,對光柵測量原理進行分析,研究了經(jīng)典細分法方法及新型細分方法的特點,根據(jù)現(xiàn)代數(shù)字信號處理器(DSP)的發(fā)展現(xiàn)狀,結合設計中采用直線式粗光柵,選取了一種軟硬件結合的幅值相位細分法,設計了系統(tǒng)總體方案,對細分系統(tǒng)的主要組成模塊進行了選擇及功能設計 其次,設計了細分硬件電路：差分放大電路濾除光柵尺輸出信號中的直流分量,然后一路通過過零比較電路將正弦波轉換為方波,另一路在通過低通濾波電路濾除高頻噪聲后,兩路分別通過不同參數(shù)的加法及比例運算電路對幅值進行調(diào)節(jié),以滿足各自后續(xù)電路對輸入信號的要求；DSP2812芯片的正交編碼模塊用于方波信號的辨向和計數(shù),其A/D轉換模塊檢測光柵信號正弦電壓波形,串口通信模塊向外發(fā)送細分計數(shù)結果。 再次,編寫了DSP軟件：對QEP、 A/D模塊及串口的功能進行設置,設計了數(shù)字濾波程序?qū)Σ蓸訑?shù)進行濾波,零點補償程序模塊消除溫漂,設計幅值相位細分表,編寫查表程序,實現(xiàn)了非完整脈沖位移細分計數(shù),設計串口發(fā)送程序,實現(xiàn)了細分結果的正確發(fā)送。 最后分析了光柵細分系統(tǒng)的測量誤差,介紹了系統(tǒng)調(diào)節(jié)、測試情況,結果表明,系統(tǒng)的分辨率由0.04mm提高到0.001mm。
[Abstract]:The application of grating technology is very extensive, in addition to application of large precision CNC machine tools, measuring instruments, there are many applications in small and medium sized measurement equipment, in recent years in the field of portable precision measuring instrument is gradually popularized, such as angle encoder is also used five link rail measuring instrument Southwest Jiao Tong University traction power laboratory developed to measure. Grating precision measurement is the only way which must be passed for the development of the technology, tracking, improve the measuring accuracy of the wheel rail, the paper researched the grating subdivision technology:
First of all, the principle of grating measurement is analyzed, the characteristic of the classical subdivision method and new segmentation method, based on the modern digital signal processor (DSP) development status, combined with linear type coarse grating design, the amplitude and phase subdivision of a combination of hardware and software, the design scheme of the system, mainly consisting of the module of subdivision systems were selected and functional design
Secondly, the subdivision of hardware circuit design: difference DC component amplification circuit to filter the output signal of the grating, and then all the way through the zero crossing comparison circuit will be converted into sine wave square wave, in another way by a low pass filter circuit to filter the high frequency noise, additive and proportion of arithmetic circuit two respectively through different parameters adjustment the amplitude, in order to meet the requirements of each subsequent circuit of the input signal; orthogonal encoding module DSP2812 chip for square wave signal to identify and count the A/D conversion module to detect the grating signal waveforms, the serial communication module sends out subdivision count results.
Again, the DSP software of QEP, A/D module and serial port function set, the design program of digital filtering to filter the sampling number, zero compensation program module to eliminate temperature drift, amplitude phase subdivision design table, write the lookup procedure, realize the non complete pulse displacement subdivision counting, design of serial procedures, the right to send achieve the segmentation results.
At last, the measurement error of the grating subdivision system is analyzed, the system adjustment and the test situation are introduced. The result shows that the resolution of the system is improved from 0.04mm to 0.001mm.

【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP368.1;TN253

【參考文獻】

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本文編號：1437582