基于DSP2812的光柵細(xì)分技術(shù)研究.pdf

1、光柵技術(shù)應(yīng)用極為廣泛，除應(yīng)用于大型精密數(shù)控機(jī)床、測(cè)量?jī)x器外，在中小型測(cè)量設(shè)備上也有諸多應(yīng)用，近年來在便攜式精密測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域也逐漸推廣應(yīng)用，如西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的五連桿輪軌測(cè)量?jī)x中也用到光柵編碼器來測(cè)量角度。光柵細(xì)分是實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量的必由之路，為跟蹤該技術(shù)的發(fā)展，提高輪軌測(cè)量?jī)x精度，本文對(duì)光柵細(xì)分技術(shù)進(jìn)行了如下研究：
　　首先，對(duì)光柵測(cè)量原理進(jìn)行分析，研究了經(jīng)典細(xì)分法方法及新型細(xì)分方法的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理器(DSP

2、)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合設(shè)計(jì)中采用直線式粗光柵，選取了一種軟硬件結(jié)合的幅值相位細(xì)分法，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體方案，對(duì)細(xì)分系統(tǒng)的主要組成模塊進(jìn)行了選擇及功能設(shè)計(jì)。
　　其次，設(shè)計(jì)了細(xì)分硬件電路：差分放大電路濾除光柵尺輸出信號(hào)中的直流分量，然后一路通過過零比較電路將正弦波轉(zhuǎn)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(yùn)算電路對(duì)幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足各自后續(xù)電路對(duì)輸入信號(hào)的要求；DSP2812芯片的正交編碼模塊用于

3、方波信號(hào)的辨向和計(jì)數(shù)，其A/D轉(zhuǎn)換模塊檢測(cè)光柵信號(hào)正弦電壓波形，串口通信模塊向外發(fā)送細(xì)分計(jì)數(shù)結(jié)果。
　　再次，編寫了DSP軟件：對(duì)QEP、A/D模塊及串口的功能進(jìn)行設(shè)置，設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波程序?qū)Σ蓸訑?shù)進(jìn)行濾波，零點(diǎn)補(bǔ)償程序模塊消除溫漂，設(shè)計(jì)幅值相位細(xì)分表，編寫查表程序，實(shí)現(xiàn)了非完整脈沖位移細(xì)分計(jì)數(shù)，設(shè)計(jì)串口發(fā)送程序，實(shí)現(xiàn)了細(xì)分結(jié)果的正確發(fā)送。
　　最后分析了光柵細(xì)分系統(tǒng)的測(cè)量誤差，介紹了系統(tǒng)調(diào)節(jié)、測(cè)試情況，結(jié)果表明，系統(tǒng)的分辨率