一種球柵轉(zhuǎn)換器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種球柵轉(zhuǎn)換器。解決現(xiàn)有球柵傳感器無法與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等直接連接的問題。轉(zhuǎn)換器包括有位移處理單元和轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路包括差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，位移處理單元設(shè)置有QEI端口，位移處理單元通過QEI端口分別與差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元連接，位移處理單元通過球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路連接在球柵傳感器讀頭上。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑶驏艂鞲衅鞯男盘?hào)通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)和單端信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了將普通球柵傳感器與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、私服系統(tǒng)等設(shè)備的連接，為進(jìn)一步的位移檢測(cè)、工業(yè)控制、全閉環(huán)控制等應(yīng)用提供了支持。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)涉及一種球柵轉(zhuǎn)換器。解決現(xiàn)有球柵傳感器無法與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等直接連接的問題。轉(zhuǎn)換器包括有位移處理單元和轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路包括差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，位移處理單元設(shè)置有QEI端口，位移處理單元通過QEI端口分別與差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元連接，位移處理單元通過球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路連接在球柵傳感器讀頭上。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑶驏艂鞲衅鞯男盘?hào)通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)和單端信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了將普通球柵傳感器與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、私服系統(tǒng)等設(shè)備的連接，為進(jìn)一步的位移檢測(cè)、工業(yè)控制、全閉環(huán)控制等應(yīng)用提供了支持?！緦＠f明】一種球柵轉(zhuǎn)換器
本專利技術(shù)涉及一種球柵傳感器，尤其是涉及一種能連接數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)的球柵轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)介紹
球柵傳感器時(shí)目前國(guó)際上最新一代直線位移傳感器，適用于各種機(jī)床的加工測(cè)量。球柵傳感器原產(chǎn)為英國(guó)，它是利用導(dǎo)磁介質(zhì)量的變化實(shí)現(xiàn)電磁/磁電轉(zhuǎn)換，其結(jié)構(gòu)包括有傳感器讀數(shù)頭和球柵數(shù)顯表。目前普通的球柵傳感器輸出的為調(diào)相模擬信號(hào)，無法與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、以及計(jì)算機(jī)等設(shè)備直接連接，這樣就無法為進(jìn)一步的位移檢測(cè)、工業(yè)控制、全閉環(huán)控制等應(yīng)用提供支持。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)主要是解決現(xiàn)有球柵傳感器無法與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等直接連接，不能進(jìn)一步為位移檢測(cè)、工業(yè)控制、全閉環(huán)控制等應(yīng)用提供支持的問題，提供了一種能連接數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)的球柵轉(zhuǎn)換器。本專利技術(shù)的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:一種球柵轉(zhuǎn)換器包括有位移處理單元和將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分或單端信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路包括差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，位移處理單元設(shè)置有QEI端口，位移處理單元通過QEI端口分別與差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元連接，位移處理單元通過球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路連接在球柵傳感器讀頭上。本專利技術(shù)能夠?qū)⑶驏艂鞲衅鞯男盘?hào)通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)和單端信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了將普通球柵傳感器與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、私服系統(tǒng)等設(shè)備的連接，為進(jìn)一步的位移檢測(cè)、工業(yè)控制、全閉環(huán)控制等應(yīng)用提供了支持。該位移處理單元發(fā)送信號(hào)控制傳感器讀頭工作，同時(shí)接受傳感器讀頭檢測(cè)的信號(hào)，并通過數(shù)字鑒相、數(shù)字濾波等運(yùn)算后得到相應(yīng)的位移信號(hào)，位移處理單元再將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成QEI端口對(duì)應(yīng)的信號(hào)后傳送給差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，通過轉(zhuǎn)換差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元分別轉(zhuǎn)換成需要的差分信號(hào)和單端信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了與多種設(shè)備連接的效果。作為一種優(yōu)選方案，所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括有差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和差分信號(hào)輸出連接端口，該差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括一差分信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，該芯片采用MC3487芯片，差分信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片包括有三個(gè)與QEI端口連接的信號(hào)輸入端A、信號(hào)輸入端B、信號(hào)輸入端R，以及與6個(gè)差分信號(hào)輸出端，分別為差分信號(hào)輸出端A+、差分信號(hào)輸出端A-、差分信號(hào)輸出端B+、差分信號(hào)輸出端B-、差分信號(hào)輸出端R+、差分信號(hào)輸出端R-，信號(hào)輸入端A對(duì)應(yīng)差分信號(hào)輸出端A+、差分信號(hào)輸出端A-,信號(hào)輸入端B對(duì)應(yīng)差分信號(hào)輸出端B+、差分信號(hào)輸出端B-,信號(hào)輸入端R對(duì)應(yīng)差分信號(hào)輸出端R+、差分信號(hào)輸出端R-，6各差分信號(hào)輸出端都連接至信號(hào)差分信號(hào)輸出連接端口上。位移處理單元通過QEI端口將位移信息傳送給差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將位移處理單元QEI端口的A、B、R信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-422差分信號(hào)，A對(duì)應(yīng)A+、A-, B對(duì)應(yīng)B+、B-, R對(duì)應(yīng)R+、R-, RS-422差分信號(hào)輸出，用于連接帶有差分輸入功能的設(shè)備，如西門子的8400D、828等數(shù)控系統(tǒng)、雷賽智能的DMC2210運(yùn)動(dòng)控制卡。作為一種優(yōu)選方案，所述單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括單端信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和單端信號(hào)輸出連接端口，單端信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括三個(gè)三極管，每個(gè)三極管的基極通過連接電阻后與位移處理單元的QEI端口連接，發(fā)射極接地，集電極通過連接保險(xiǎn)絲后作為一個(gè)單端信號(hào)輸出端，三個(gè)三極管分別連接QEI端口，并形成三個(gè)單端信號(hào)輸出端，三個(gè)單端信號(hào)輸出端都連接至單端信號(hào)輸出連接端口。位移處理單元通過QEI端口將位移信息傳送給單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將位移處理單元QEI端口的A、B、R信號(hào)轉(zhuǎn)換成集電極開路(OC)輸出的A、B、R信號(hào)，實(shí)現(xiàn)寬范圍的電平輸出DC3-24V和驅(qū)動(dòng)能力。集電極開路單端信號(hào)輸出用于接無差分信號(hào)輸入的設(shè)備，如臺(tái)達(dá)DVP16EH00T3型的PLC等。作為一種優(yōu)選方案，所述球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路包括有正弦產(chǎn)生單元、激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元、信號(hào)處理單元，位移處理單元與正弦產(chǎn)生單元連接，正弦產(chǎn)生單元與激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元連接，激勵(lì)信號(hào)單元連接到傳感器讀頭輸入端上，傳感器讀頭輸出端通過連接信號(hào)處理單元連接到位移處理單元上。位移處理單元產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)所需的IKHz正弦信號(hào)和125KHz的elk信號(hào)，經(jīng)過正弦產(chǎn)生單元變換成IKHz的正弦波信號(hào)，再經(jīng)過激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元后發(fā)送給球柵傳感器讀頭的激勵(lì)端。傳感器讀頭工作后輸出一個(gè)與激勵(lì)信號(hào)同頻的調(diào)相信號(hào)，該信號(hào)通過信號(hào)處理單元轉(zhuǎn)換為MCU能夠接受的數(shù)字信號(hào)。作為一種優(yōu)選方案，位移處理單元還設(shè)有串口輸出端口，在串口輸出端口上連接有電平轉(zhuǎn)換單元，該電平轉(zhuǎn)換單元包括RS232電平轉(zhuǎn)換電路和RS232信號(hào)輸出連接端口，RS232電平轉(zhuǎn)換電路輸入端與串口輸出端口連接，RS232電平轉(zhuǎn)換電路輸出端與RS232信號(hào)輸出連接端口連接。RS-232信號(hào)輸出，用于連接不帶QEI接口的設(shè)備，如工控計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等。作為一種優(yōu)選方案，所述位移處理單元采用STM32F103CBT6芯片，在該STM32F103CBT6芯片基礎(chǔ)上通過輸入程序形成有QEI端口、串口輸出端口。因此，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:能夠?qū)⑶驏艂鞲衅鞯男盘?hào)通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)和單端信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了將普通球柵傳感器與PLC、數(shù)控系統(tǒng)、私服系統(tǒng)等設(shè)備的連接，為進(jìn)一步的位移檢測(cè)、工業(yè)控制、全閉環(huán)控制等應(yīng)用提供了支持?！緦＠綀D】【附圖說明】附圖1是本專利技術(shù)的一種電路結(jié)構(gòu)框示圖； 附圖2是本專利技術(shù)中位移處理單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3是本專利技術(shù)中差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4是本專利技術(shù)中單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5是本專利技術(shù)中正弦產(chǎn)生單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6是本專利技術(shù)中激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖7是本專利技術(shù)中信號(hào)處理單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖8是本專利技術(shù)中電平轉(zhuǎn)換單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。1-位移處理單元 2-正弦產(chǎn)生單元 3-激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元 4-傳感器讀頭5-信號(hào)處理單元6-差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元7-單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元8-電平轉(zhuǎn)換單元。【具體實(shí)施方式】下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例: 本實(shí)施例一種球柵轉(zhuǎn)換器，如圖1所示，包括有位移處理單元1，位移處理單元通過球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路與球柵傳感器讀頭4連接，該位移處理單元通過內(nèi)部程序設(shè)計(jì)形成有QEI端口和串口輸出端口，位移處理單元通過QEI端口分別連接差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元6和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元7，串口輸出端口連接電平轉(zhuǎn)換單元8。該球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路包括有正弦產(chǎn)生單元2、激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元3、信號(hào)處理單元5，位移處理本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種球柵轉(zhuǎn)換器，其特征在于：包括有位移處理單元（1）和將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分或單端信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路包括差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元（6）和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元（7），位移處理單元設(shè)置有QEI端口，位移處理單元通過QEI端口分別與差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單元（6）和單端信號(hào)轉(zhuǎn)換單元（7）連接，位移處理單元通過球柵信號(hào)控制檢測(cè)電路連接在球柵傳感器讀頭（4）上。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杭州德普測(cè)量設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33