專利名稱：數(shù)字式位置信號測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于位置信號淵試裝置，特別是涉及一種能夠有效而直觀的檢査和判斷 出位置傳感器是否工作正常的數(shù)字式位置侑號測試儀。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床所有軸的傳動均采用位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了微米級的加工耱度。 各種光柵尺、編碼器等位置傳感器是位置閉環(huán)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。機(jī)床各個軸正是根據(jù) 它們發(fā)出的各種位置信號來精確決定其位置和移動量。
位置傳感器安裝復(fù)雜，結(jié)構(gòu)精密，價格昂貴。其產(chǎn)生的多組位置信號幅值極櫬弱， 頻率變化大，有的位置信號只是一個單脈沖而已，用傳統(tǒng)的示波器很難滿意的捕捉到其 信號蹤跡。因此，對位置傳感器修理和檢查異常困難，檢修工作效率很低。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問通而摁供一種能夠有效而直觀的檢査和 判斷出位置傳,是否工作正常的數(shù)字式位置信號淵試儀。
本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是 一種數(shù)字式位 置信號測試儀，包括有電源VD,還設(shè)置有分別與電源V。相連的基準(zhǔn)電源、信號放大器、 鑒幅電路、整形電路、聲光發(fā)生器以及計數(shù)顯示器，其中，信號放大器的輸入端連接濾 波網(wǎng)絡(luò)和限幅電路，輸出端連接鑒幅電路；鑒幅電路的輸出端分別連接聲光發(fā)生器和整 形電路整形電路的輸出端連接計數(shù)顯示器。
所述的濾波網(wǎng)絡(luò)限幅電路和信號放大器是位置信號通過A端和B端輸入，A端經(jīng)電 阻Rl和電感Ll串聯(lián)接到運(yùn)算放大器IC2的2腳,B端經(jīng)電阻R2和電感L2串連后接到運(yùn) 算放大器IC2的3腳，運(yùn)算放大器IC2的輸出端6腳和2腳之間接有電阻R3與電容C4 并聯(lián)的反饋電路，電源VD通過電阻R5接到運(yùn)算放大器IC2的6腳，輸出端6腳和5腳之 間接有電容C5,電阻Rl和電感Ll的連接點通過電容Cl接地，電阻R2和電感L2的連點 通過電容C2接地，電阻Rl和電感Ll的連接點與電阻R2和電感L2的連點之間接有反并 聯(lián)的二極管D1和D2。
所述的鑒幅電路是運(yùn)算放大器IC2的輸出端6腳通過肪接到IC3的2腳，電源V。 經(jīng)電阻R8與電阻R9串連后接地，電阻R8與電阻R9的連接點經(jīng)電阻R7接到運(yùn)算放大器 IC3的3腳，電阻R10跨接在運(yùn)算放大器IC3的3腳和6腳之間，電源V。經(jīng)電阻R11接 到運(yùn)算放大器IC3的6腳。
所述的聲光發(fā)生器是由集成電路IC4的門3 IC4—3和門4 IC4一4組成,其中，IC4-3 的11腳與運(yùn)算放大器IC3的輸出埔6腳相連,IC4-3的10腳與IC4-4的9腳相連,IC4-4 的輸出端8腳g響器MD接地，在IC4-4的8腳和9腳之間跨接有電阻R12與變色發(fā)光
二極管LED的串聯(lián)。
所述的整形電路是由集成電路IC4的門1 IC4一l和門2IC4-2組成，其中，IC4-1 的1腳與運(yùn)算放大器IC3的輸出端6腳相接，IC4-1的2腳與IC4-2的3腳相接，IC4-2 的輸出4腳連接到計數(shù)顯示器的CP輸入端。
所述的基準(zhǔn)電源是由集成電路IC1組成，ICl的l腳接電源Vn, 3腳接地，2腳經(jīng)電 阻R4與電容C3的并聯(lián)接到運(yùn)箅放大器IC2的3腳。
本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是由于本實用新型的數(shù)字式位置信號測試儀采 用低噪音信號處理和高速計數(shù)器件，專用于捕捉和計豕微弱的電脈沖信號，特別適用于 各種脈沖編碼器和光柵尺等位置傳感器的信號淵試。只要位置傳感器發(fā)生了位移變化， 通過指示燈的紅綠交替閃爍和訊響器的發(fā)生聲，可以"看到"和"聽到"位置信號的存 在，通過數(shù)顯器可以精確讀出位置信號的數(shù)值，推算出位置信號數(shù)量和位移量之間的比 例關(guān)系，從而快捷判斷出位置傳感器是否正常，其分辨率是否正確，可大為提高位置傳 感器的維修效率。
圖l是本實用新型的電路框圖2是圖1的電路原理圖。
圖中的標(biāo)號分別是
l一濾波網(wǎng)絡(luò)和限幅電路2—信號放大器3—鑒幅電路；4—聲光發(fā)生器； 5 —整形電路；6—計數(shù)顯示器；7 —基準(zhǔn)電源。
具體實施方式
為能進(jìn)一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲列舉以下實施例，并配合
附圖詳細(xì)說明如下
如圖1所示，本實用新型的數(shù)字式位置信號淵試儀，包括有電源VD,還設(shè)置有分別 與電源Vn相連的基準(zhǔn)電源7、信號放大器2、鑒幅電路3、整形電路5、聲光發(fā)生器4以 及計數(shù)顯示器6，其中，信號放大器2的輸入端連接濾波網(wǎng)絡(luò)限鵪電路1，輸出端連接鑒 幅電路3;鑒幅電路3的輸出端分別連接聲光發(fā)生器4和整形電路5;整形電路5的輸出 端連接計數(shù)顯示器6。
如圖2所示，所述的濾波網(wǎng)絡(luò)限幅電路1和信號放大器2是位置信號通過A端和B 端輸入，A端經(jīng)電阻R1和電感L1串聯(lián)接到運(yùn)算放大器IC2的2腳，B端經(jīng)電阻R2和電 感L2串連后接到運(yùn)算放大器IC2的3腳，運(yùn)算放大器IC2的輸出端6腳和2腳之間接有 電阻R3與電容C4并聯(lián)的反餓電路，電源V,通過電阻R5接到運(yùn)算放大器IC2的6腳，輸 出端6腳和5腳之間接有電容C5，電阻R1和電感L1的連接點通過電容C1接地，電阻 R2和電感L2的連點通過電容C2接地，電阻Rl和電感Ll的連接點與電阻R2和電感L2 的連點之間接有反并聯(lián)的二極管Dl和D2。
所述的鑒幅電路3是運(yùn)算放大器IC2的輸出端6腳通過肪接到IC3的2腳，電源
V。經(jīng)電阻肪與電阻R9串連后接地，電阻肪與電阻R9的連接點經(jīng)電阻R7接 運(yùn)錄放大 器IC3的3腳，電阻R10跨接在運(yùn)算放大器IC3的3腳和6腳之間，電源Vn經(jīng)電組Rll 接到運(yùn)算放大器IC3的6腳，
如上所述的運(yùn)算放大器IC2、 IC3的型號為LF411A。
所述的聲光發(fā)生器4是由集成電路IC4的門3 IC4—3和門4 IC4—4組成，其中， IC4-3的11腳與運(yùn)算放大器IC3的輸出堠6腳相連,IC4-3的10腳與IC4-4的9腳相連， IC4-4的輸出端8腳經(jīng)訊響器MD接地，在IC4-4的8腳和9腳之間跨接有電阻R12與變 色發(fā)光二極管LED的串聯(lián)。
所述的整形電路5是由集成電路IC4的門1 IC4一1和門2 IC4—2組成，其中，IC4-1 的1腳與運(yùn)算放大器IC3的輸出端6腳相接，IC4-l的2腳與IC4-2的3腳相接，IC4-2 的輸出4腳連接到計數(shù)顯示器的CP輸入端，
如上所述的集成電路IC4一 1、 IC4一2、 IC4—3、 IC4一4均采用型號為TC4584的斯 密特反相器。
所述的基準(zhǔn)電源7是由集成電路IC1組成，IC1的1腳接電源VD, 3腳接地，2腳經(jīng) 電阻R4與電容C3的并聯(lián)接到運(yùn)算放大器IC2的3腳，集成電路IC1的型號為MC1403
計數(shù)顯示器6由二片計數(shù)集成電路TC4518、四片譯碼集成電路TC4511和四片七段 LED數(shù)碼管組成，采用標(biāo)準(zhǔn)的四位計數(shù)顯示電路接法。
本實用新型的工作原理是
基準(zhǔn)電壓^！ IC1為運(yùn)算放大器IC2組成的反相比例放大器,了靜態(tài)工作點，位 置信號由端子A和B輸入，電感L1、 L2和電容C1、 C2組成的濾波網(wǎng)絡(luò)提商了對信號的 抗干擾能力，運(yùn)箅放大器IC2的工作使微安級的位置信號得到了定量放大。
運(yùn)算放大器IC3對放大后的位置信號鑒幅并作初步整形，將位置信號轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)方波 信號。斯密特反相器IC4-3、 IC4-4對鑒幅器的輸出做進(jìn)一步的整形，驅(qū)動訊響器MD和 變色發(fā)光管LED。因此當(dāng)有位置信號輸出時MD會發(fā)出聲晌，而變色發(fā)光管LED則將位置 方波脈沖的高低變成紅綠色光的交替閃爍，操作人員對位置信號產(chǎn)生了聲和光的感受。 IC4-1和IC4-2對鑒幅器的另一路輸出進(jìn)行整形，然后送去計數(shù)并顯示計數(shù)讀數(shù)。操作人 員根據(jù)讀數(shù)值的有無，可以判斷位置傳感器是否正常，如果有讀數(shù)值，則可以根據(jù)讀數(shù) 值與位置移動量之間的比例關(guān)系，推算出位置傳感器分辨率的大小。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式位置信號測試儀，包括有電源VD，其特征是設(shè)置有分別與電源VD相連的基準(zhǔn)電源(7)、信號放大器(2)、鑒幅電路(3)、整形電路(5)、聲光發(fā)生器(4)以及計數(shù)顯示器(6)，其中，信號放大器(2)的輸入端連接濾波網(wǎng)絡(luò)限幅電路(1)，輸出端連接鑒幅電路(3)；鑒幅電路(3)的輸出端分別連接聲光發(fā)生器(4)和整形電路(5)；整形電路(5)的輸出端連接計數(shù)顯示器(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位置信號測試儀，其特征是所述的濾波網(wǎng)絡(luò)限幅 電路(1)和信號放大器(2)是位置信號通過A端和B端輸入，A端經(jīng)電阻R1和電感 Ll串聯(lián)接到運(yùn)算放大器IC2的2腳，B端經(jīng)電阻R2和電感L2串連后接到運(yùn)算放大器IC2 的3腳，運(yùn)算放大器IC2的輸出端6腳和2腳之間接有電阻R3與電容C4并聯(lián)的反饋電 路，電源V。通過電阻R5接到運(yùn)算放大器IC2的6腳，輸出端6腳和5腳之間接有電容 C5,電阻Rl和電感Ll的連接點通過電容Cl接地，電阻R2和電感L2的連點通過電容C2 接地，電阻Rl和電感Ll的連接點與電阻R2和電感L2的連點之間接有反并聯(lián)的二極管 Dl和D2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位置信號瀕試儀，其特征是所述的鑒幅電路(3) 是運(yùn)算放大器IC2的輸出端6腳通過肪接到IC3的2腳，電源Vn經(jīng)電阻R8與電阻R9 串連后接地，電阻R8與電阻R9的連接點經(jīng)電阻R7接到運(yùn)算放大器IC3的3腳，電阻R10 跨接在運(yùn)算放大器IC3的3腳和6腳之間，電源V。經(jīng)電阻Rll接到運(yùn)算放大器IC3的6腳。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位置信號測試儀，其特征是所述的聲光發(fā)生器(4) 是由集成電路IC4的門3 IC4—3和門4 IC4—4組成，其中，IC4-3的11腳與運(yùn)算放大 器IC3的輸出端6腳相連，IC4-3的10腳與IC4-4的9腳相連，IC4-4的輸出端8腳經(jīng) 訊響器MD接地，在IC4-4的8腳和9腳之間跨接有電阻R12與變色發(fā)光二極管LED的串聯(lián)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位置信號測試儀，其特征是所述的整形電路(5) 是由集成電路IC4的門1IC4-1和門2IC4—2組成，其中，IC4-1的1腳與運(yùn)算放大器 IC3的輸出端6腳相接，IC4-1的2腳與IC4-2的3腳相接，IC4-2的輸出4腳連接到計 數(shù)顯示器的CP輸入端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式位覽信號測試儀，其特征是所述的基準(zhǔn)電源(7) 是由集成電路IC1組成，ICl的l腳接電源Vo, 3腳接地，2腳經(jīng)電阻R4與電容C3的并 聯(lián)接到運(yùn)算放大器IC2的3腳。
專利摘要本實用新型公開一種數(shù)字式位置信號測試儀。包括有電源V<sub>D</sub>，還設(shè)置有分別與電源V<sub>D</sub>相連的基準(zhǔn)電源、信號放大器、鑒幅電路、整形電路、聲光發(fā)生器以及計數(shù)顯示器，其中，信號放大器的輸入端連接濾波網(wǎng)絡(luò)和限幅電路，輸出端連接鑒幅電路；鑒幅電路的輸出端分別連接聲光發(fā)生器和整形電路；整形電路的輸出端連接計數(shù)顯示器。本實用新型采用低噪音信號處理和高速計數(shù)器件，特別適用于各種脈沖編碼器和光柵尺等位置傳感器的信號測試。只要位置傳感器發(fā)生了位移變化，通過指示燈的紅綠交替閃爍和訊響器的發(fā)生聲，可以知道位置信號的存在，通過數(shù)顯器可以精確讀出位置信號的數(shù)值，推算出位置信號數(shù)量和位移量之間的比例關(guān)系，從而快捷判斷出位置傳感器是否正常。
文檔編號G01D5/26GK201000481SQ20072009510
公開日2008年1月2日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者盧九湘 申請人:天津賽瑞機(jī)器設(shè)備有限公司