專利名稱：單坐標(biāo)光柵數(shù)顯表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機(jī)床加工中工件位移量的測量儀器。
現(xiàn)有的位移測量儀表，主要由位移傳感器，電子細(xì)分器，位移方向控制器、計數(shù)器、譯碼器及顯示器等電路組成，其全部電路均由分立元件組裝的，這樣就使得它元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗干擾能力差，分辨率低，而且計數(shù)容量小，位移跟蹤速度低，并且，位移跟蹤速度隨分辨率的提高而成倍下降，使用范圍受到限制。
本實用新型的目的是提供一種分辨率高，位移跟蹤速度高，且位移跟蹤速度不隨分辨率而變，抗干擾能力強，結(jié)構(gòu)簡單的位移測量儀器。
本實用新型采用光柵位移傳感器對加工工件進(jìn)行測量，當(dāng)工件發(fā)生位移，光柵位移傳感器輸出相位相差90°的兩路脈沖信號，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換及整形后送倍頻器形成2或4倍頻的脈沖信號，通過控制門電路形成左右兩路位移的計數(shù)脈沖，送可編程計數(shù)器的兩個計數(shù)輸入端，微處理器定時向計數(shù)器讀取計數(shù)值，處理后的數(shù)值經(jīng)驅(qū)動器送顯示器，顯示器的初始予置由撥碼盤經(jīng)接口電路送微理器給出，功能選擇電路的K1、K2和K3與微處理器輸入端相接。
本實用新型由于采用了微處理器，可編程計數(shù)器等大規(guī)模集成電路，使得電路簡化、元件大量減少。而且與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有位移分辨率高，位移跟蹤速度高，抗干擾能力強，功耗低等優(yōu)點，其設(shè)計先進(jìn)、合理，使用方便，便于推廣應(yīng)用。


圖1為本實用新型的電路方框圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3為本實用新型的數(shù)據(jù)處理程序流程圖。
圖4為本實用新型的外形圖。
實施例型號為CSC1的光柵位移傳感器是由光柵尺體和讀數(shù)頭兩部份組成，尺體上部有一軌道，讀數(shù)頭可以在此軌道上左右移動，當(dāng)二者之間相對位移每經(jīng)過一個光柵柵距時，讀數(shù)頭經(jīng)光電轉(zhuǎn)換即可輸出與之對應(yīng)的周期脈沖信號，在機(jī)床加工中，把光柵尺體及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對運動的兩個部件上，這樣加工零件時，光柵尺的相對位移即反映出加工位移量，輸出脈沖數(shù)也就正比與加工位移量。
位移信號經(jīng)光柵傳感器CSC1輸出Sin、COS、兩路12V或5V的脈沖信號，送電平轉(zhuǎn)換器MC14049進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及整形處理，整形后的脈沖信號接倍頻器C5191形成2或4倍頻及正向、反向位移脈沖信號，其2或4倍頻輸出控制通過開關(guān)S1(接高或低電平)，對倍頻器C5191的9腳進(jìn)行控制實現(xiàn)。倍頻器輸出的這三路信號經(jīng)控制門電路74lsoo形成正向、反向兩路計數(shù)脈沖，送可編程計數(shù)器D8253C－2的輸入端即15腳及18腳進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)器D8253C－2的數(shù)據(jù)線接微理器D3748H的數(shù)據(jù)線，微處理器D8748H定時讀取正、反兩個計數(shù)器的數(shù)值，然后計算出差值及符號，得到位移增量及位移方向，再累計形成實際位移量。微處理器8748的數(shù)據(jù)線同時接驅(qū)動器MC1413－1，為數(shù)碼顯示器提供位選信號，微處理器D87748H的P1口接驅(qū)動器MC1413－2，為數(shù)碼顯示器BS317102提供段選信號，顯示方式為掃描方式。數(shù)碼顯示器BS317102的小數(shù)點位置根據(jù)不同的功能由開關(guān)S2選擇。微處理器D8748H與其專用接口芯片D8243C相連，完成對七位BCD碼撥碼盤予置數(shù)的讀操作，予置數(shù)的讀操作采用動態(tài)掃描方式，減少了硬件，微處理器D8748H根據(jù)功能開關(guān)K1、K2及K3的高、低電平選擇而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序，實現(xiàn)不同的檢測功能，其設(shè)置方式為K1為絕對／相對功能開關(guān)，K2為置數(shù)開關(guān)，K3為直徑／半徑選擇開關(guān)。本數(shù)顯表的控制、處理程序框圖由圖3給出，其程序段為〔1〕清零，初始化，〔2〕功能判斷(直徑、絕對、置數(shù))，〔3〕讀計數(shù)值，〔4〕數(shù)據(jù)處理，〔5〕調(diào)顯示程序。圖2中的R為電阻，C為電容，IR1～2為集成電阻排，IR1的型號為708A，IR2的型號為705A，K0為復(fù)位鍵，CR1～23為二極管，型號為1N4001，XTAL為并聯(lián)諧振晶體，振頻為10M，撥碼盤的設(shè)置是為了加工中，對某個加工長度的予置而設(shè)定的，采用任一型號均可。
圖4中的6為電源開關(guān)，7、8、9為功能開關(guān)K1、K2、K3，10為復(fù)位鍵，11為撥碼盤，12為數(shù)碼管。
權(quán)利要求1.一種單座標(biāo)光柵數(shù)顯表，其特征在于它是采用光柵位移傳感器對工件進(jìn)行測量，當(dāng)工件發(fā)出位移，光柵位移傳感器輸出相位相差90°的兩路脈沖信號，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換及整形后送倍頻器形成2或4倍頻的脈沖信號，通過控制門電路形成左右兩路位移的計數(shù)脈沖，送可編程計數(shù)器的兩個計數(shù)輸入端，微理器定時向計數(shù)器讀取計數(shù)值，處理后的數(shù)值經(jīng)驅(qū)動器送顯示器，顯示器的初始予置由撥碼盤經(jīng)接口電路送微處理器給出，功能選擇電路中的開關(guān)K1、K2和K3與微理器輸入端相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)顯表，其特征在于數(shù)碼顯示及撥碼盤予置數(shù)的讀操作均采用動態(tài)掃描方式。
3.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)顯表，其特征在于倍頻器所形成的2或4倍頻脈沖信號，是通過開關(guān)S1對倍頻器C5191的9腳接高電平或低電平的控制給出。
4.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)顯表，其特征在于控制門電路74LSoo形成的正向、反向兩路計數(shù)脈沖，送可編程計數(shù)器D8253C－2的輸入端即15腳及18腳。
5.按照權(quán)利要求1所述的數(shù)顯表，其特征在于控制及處理程序段為〔1〕清零、初始化，〔2〕功能判斷(直徑、絕對、置數(shù))〔3〕讀計數(shù)值，〔4〕數(shù)據(jù)處理，〔5〕調(diào)顯示程序。
專利摘要這是一種用于位移測量的儀器，它采用光柵位移傳感器對加工工件進(jìn)行測量，當(dāng)工件發(fā)生位移，光柵位移傳感器輸出脈沖信號，送可編程計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，微處理器定時向計數(shù)器讀取計數(shù)值，處理后的數(shù)值經(jīng)驅(qū)動器送顯示器給出，采用動態(tài)掃描方式。該數(shù)顯表由于采用了微處理器等大規(guī)模集成電路，使得電路簡化，元件大量減少，具有位移分辨率高，位移跟蹤速度高，抗干擾能力強，功耗低等優(yōu)點。
文檔編號G01B11/02GK2039014SQ8820784
公開日1989年6月7日 申請日期1988年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月30日
發(fā)明者金喜平, 劉玉慶, 楊懷國 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)