一种激光干涉仪外部测量触发电路

　　0　引言

　　激光干涉仪因其具有较高的测量精度而被广泛地应用。在使用激光干涉仪(以Agilent 5529A激光动态干涉校准仪为例)测量工件的实际尺寸(长度)时,需要用测头去探触工件,以取得工件的实际位置,因此需要有一触发装置,来感知测头是否探触了工件。本文设计了一个触发电路,能够使激光干涉仪实现这一功能。运行测量机使测头到达工件一侧,用装在测头上的传感器去拾取测头探触工件后产生的信号,将此信号转变为线性电压送给触发电路,使激光干涉仪读到触发的数据,同时此触发信号必须使测量机停机。

　　1　激光干涉仪的触发方式

　　Agilent 5529A激光动态干涉校准仪一般是由计算机键盘输入所要测量的间距位置,或确定时间间隔进行线性、角度、直线度、平行度等的测量。要想测量工件的实际尺寸,需用其“任意移动”的触发方式,通过其显示屏上的“记录”按钮或遥控器上的记录按钮来记录测量。这一过程仍然是手动方式,因此对于外部触发,需要通过其外部接口获得。干涉仪的遥控控制端口或A-quad-B端口都具有从外部实现触发的功能,因此可利用这些端口来实现触发测量。遥控控制端口在Agilent 10887A计算机控制板上,如图1所示。

　　在平常状态下(未触发时),复位(Reset)脚和记录(Record)脚都具有约+5 V的高电平,只要复位脚或记录脚的其中之一接地或给予一个TTL的低电平,就可实现一次触发,但不能两个同时触发。复位触发时,激光干涉仪的读数清零并开始计数;记录触发时,激光干涉仪记录下刚刚触发时读到的数据。

　　2　触发电路

　　电触发原理如图2所示。传感器输出的电压先通过一除颤电路,可消除接触式的测头机械接触工件过程中而产生的振荡。在触发时,将输出电压输入给比较器,通过与比较器的参考电位进行比较,使比较器的输出由低电平翻到高电平。采用两个比较器的原因是为了能够双向触发,使测头能够从不同的方向接近工件进行测量。比较器应采用失调电压及漂移小且具有很低的偏置电流的比较器。为了减小电源电压的不稳定及温度的漂移现象,参考电位的电压由电压基准提供,并由电阻分压得到。比较器采用了正反馈,使得比较器的翻转速度很快,并产生一定的电压回差,可在一定范围内消除振荡。

　　采用或非门的作用是能得到从测量的两个方向所产生的触发信号中的任意一个高电平,其输出为低电平,经反向器反向后,输出高电平给D触发器控制端。这一设计的目的也是为了实现双向触发功能,如用于测量工件的轴径、孔径、槽宽等尺寸。