[實(shí)用新型]通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920100700.2
• 申請(qǐng)日: 2009-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201508162U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉江省;宋健;蔣鶴南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種工量具領(lǐng)域，尤其涉及一種多路光柵數(shù)據(jù)采集卡，最多可支持4路光柵尺的通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的技術(shù)已無(wú)法滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通用串行總線USB通用串行總線作為一種新的通訊協(xié)議，具有快速可靠、即插即用、支持熱插拔、為設(shè)備供電、同時(shí)連接超過(guò)127個(gè)設(shè)備等特點(diǎn)，在工業(yè)技術(shù)中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，是一種面向未來(lái)的技術(shù)。鑒于通用串行總線USB的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，德國(guó)凱獅Kelch公司的刀具預(yù)調(diào)儀也逐漸由PCI通訊向通用串行總線USB通訊過(guò)度。而市場(chǎng)上基于通用串行總線USB接口的光柵計(jì)數(shù)卡也是鳳毛麟角。另外，德國(guó)凱獅Kelch公司的刀具預(yù)調(diào)儀使用的主要光柵尺是正弦波幅值為1Vpp信號(hào)光柵尺，目前市面上銷售的光柵計(jì)數(shù)卡主要針對(duì)邏輯門TTL信號(hào)的光柵尺，為了降低刀具預(yù)調(diào)儀的成本，提高刀具預(yù)調(diào)儀的整體競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的是提供一種多路光柵數(shù)據(jù)采集卡可同時(shí)支持正弦波增量式光柵尺，可以分別對(duì)海德漢的光柵尺型號(hào)LS487C和?？巳鹛谹curite公司的光柵尺型號(hào)SENC150，進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果都正常。

上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡，其組成包括：計(jì)算機(jī)，所述的計(jì)算機(jī)連接通用串行總線USB端口，所述的通用串行總線USB端口連接通用串行總線USB集線器，所述的通用串行總線USB集線器連接光柵計(jì)數(shù)卡，所述的光柵計(jì)數(shù)卡通過(guò)連接器連接光柵尺。

所述的通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡，所述的通用串行總線USB集線器連接有四個(gè)光柵計(jì)數(shù)卡，所述的四個(gè)光柵計(jì)數(shù)卡分別連接四個(gè)連接器，所述的四個(gè)連接器分別連接四個(gè)光柵尺。

有益效果：

1.本實(shí)用新型所用的一路通用串行總線USB可以最多支持4路光柵尺，即簡(jiǎn)化了光柵計(jì)數(shù)卡的結(jié)構(gòu)，又降低了裝配難度。

2.本實(shí)用新型在不斷電的情況下，只需要一次參考點(diǎn)查找操作，方便快捷。

3.本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)與德國(guó)海利格&施瓦布Heilig&Schwab公司的光柵計(jì)數(shù)卡進(jìn)行比對(duì)操作，兩者之間誤差在0.1微米以內(nèi)的占到90％，誤差在0.2微米以內(nèi)的占到了99％，誤差范圍在0.3微米以內(nèi)的占到了100％。

附圖說(shuō)明：

附圖1為本產(chǎn)品的框圖。

附圖2為本產(chǎn)品的增量式光柵尺的信號(hào)圖。

附圖3為本產(chǎn)品單片機(jī)的增量式光柵信號(hào)提取原理圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡，其組成包括：計(jì)算機(jī)，所述的計(jì)算機(jī)連接通用串行總線USB端口，所述的通用串行總線USB端口連接通用串行總線USB集線器，所述的通用串行總線USB集線器連接光柵計(jì)數(shù)卡，所述的光柵計(jì)數(shù)卡通過(guò)連接器連接光柵尺。

所述的通用串行總線USB光柵計(jì)數(shù)卡，所述的通用串行總線USB集線器連接有四個(gè)光柵計(jì)數(shù)卡，所述的四個(gè)光柵計(jì)數(shù)卡分別連接四個(gè)連接器，所述的四個(gè)連接器分別連接四個(gè)光柵尺。

工作原理：

正弦增量信號(hào)A和B的典型幅值為1Vpp，相位差為90°電子角。輸出信號(hào)順序信號(hào)B滯后A適用于圖示運(yùn)動(dòng)方向。參考點(diǎn)信號(hào)R的有效分量G約為0.5V。有效信號(hào)G僅為0.5V，而作為觸發(fā)電平的E信號(hào)僅僅只有0.2V～0.3V，這顯得太低，必須首先進(jìn)行放大。另外，E信號(hào)為一個(gè)三角波，跨越了A信號(hào)的兩個(gè)周期，在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，由于制造誤差和電氣差異，有時(shí)E信號(hào)跨越A信號(hào)的三個(gè)周期。這樣，當(dāng)光柵正向移動(dòng)或者反向移動(dòng)時(shí)，E信號(hào)觸發(fā)位置就存在差異，從而人為造成參考點(diǎn)的提取誤差。

A信號(hào)和B信號(hào)經(jīng)過(guò)放大整形后，送入單片機(jī)中，當(dāng)光柵正向移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生正向脈沖T0送入單片機(jī)的正向計(jì)數(shù)器Timer0，當(dāng)反向移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生反向脈沖T1送入單片機(jī)的反向計(jì)數(shù)器Timer1，正向脈沖和反向脈沖產(chǎn)生的位置都在A信號(hào)的0度相位角處，通過(guò)Timer0和Timer1的差值，就可以得到移動(dòng)的脈沖數(shù)，同時(shí)利用單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換功能獲取Sin信號(hào)和Cos信號(hào)幅值，就可以計(jì)算出當(dāng)前的相位角，從而獲得移動(dòng)距離。