新型感应同步器数显表的鉴相方法

    1　引言

    感应同步器数显表是广泛应用于数控数显机床和自动化生产线中进行位移检测的仪器。它大体分为鉴相型和鉴幅型两类。鉴相型数显表是通过测量由定尺输出的感应信号相对于相位基准信号的相移量来获得位移信息的。由参考文献[2]知,在感应信号每个周期内,相移量α、滑尺相对于定尺的位移量Xe以及感应信号与相位基准信号的周期差Tδ,这三者之间存在着正比关系,即:

    式中τ—感应同步器绕组极距

    Te—感应信号的周期

    To—相位基准信号的周期

    由上式可知,因τ和To均为固定值,故只要测得感应信号的每一个周期值Te,就可通过在单片机中的运算获得相应时间内的相移量α和位移量Xe。

    新型感应同步器数显表就是根据上述原理,采用了一种连续测量感应信号周期Te的方法来间接获得相移量α的。这种方法可以取代传统数显表中用来完成感应信号与相位基准信号直接鉴相工作的复杂相位跟踪比较系统,从而使电路结构做到简洁可靠。

    2　新型数显表连续测周的方法

    在新型数显表中,设计了一电路模块来具体实施连续侧周,该模块示意图如图1。

    连续测周模块说明如下:

    由激磁产生的感应信号滤波放大、整形后,转换为数字脉冲信号S,并经二分频产生信号S1,S1再经非门产生信号S2,信号S1和S2分别为计数器8254的两个计数通道A和B的门控信号。当计数器8254以方式0工作时,若门控信号为高电平,则计数通道将会以减法计数的形式对感应信号的周期进行测量。若相反,则计数通道暂停计数,并保存计数测量结束时的计数值。

    单片机系统是通过对门控信号S1的电平信息的随时查询来协调其与计数器之间的数据通信的。根据图2所示,当查询到信号S1是高电平,假设计数通道A正对感应信号的周期T2进行计数测量,而由于门控信号S1和S2的高低电平是交替出现的,则计数通道B应处于暂停状态,它正寄存着周期T1计数测量结束时的计数值,此时单片机系统应对该计数值及时进行采集和处理。另外由于计数器8254是以减法方式计数的,因此为了给周期T3的计数测量做好准备还要把一固定的计数初值赋予暂停工作的计数通道B,这样一旦查询到S1跳变为低电平时,计数通道B便立即启动对周期T3的计数测量,而同时计数通道A却转为暂停状态,由此单片机系统就可以对周期T2计数测量结束时的计数值进行采样处理并为周期T4赋初值。单片机系统就是这样通过对信号S1电平信息的查询,有序地获得感应信号每一个周期的时间值。