[實用新型]高速精密定位采集觸發卡電路

有效

• 申請號: 201420140470.3
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN203825410U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 婁永旵;俞旭建;劉強;陳建江
• 申請（專利權）人: 寧波巨匠自動化裝備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及高速精密定位采集觸發卡電路。

背景技術

現有PCI及各類模擬量采集板卡受操作系統實時性的影響只能在全程狀態下精確采集全程模擬量數據，這種采集方式導致無法將模擬量數據采集和位置數據采集精確對應。

例如圓周運動的數據采集，要求精確測定每個角度所對應的模擬量數據。采用傳統方式采集時，一般有兩種觸發方式。第一種由出現的原點信號作為軟件啟動觸發信號，由軟件觸發數據采集板卡進行數據采集，再次出現的原點信號作為停止觸發信號，由軟件停止數據采集并保存相應數據。第二種由出現的原點信號作為板卡硬件的使能信號，由硬件觸發數據采集，再次出現的原點信號作為停止觸發信號，由硬件停止數據采集并通知軟件進行相應數據保存。第一種采集方式的缺陷在于軟件觸發的時延，即由于分時操作系統(如windows)的實時性不高，導致高速數據采集時無法實時觸發和停止，所采集的數據存在很大的誤差，且誤差大小由于操作系統的時延不可控而不可控。圓周運動速度越大，數據實時性越差誤差也越大。

第二種采集方式的缺陷在于硬件觸發的誤差不可消除，誤差的大小與原點信號開關的安裝位置有關，因為存在安裝誤差導致無法精確的調校數據。而且這種采集方式需要外部輔助電路生成觸發和停止信號，因為絕大多數的采集卡只有使能端，而原點的信號則多數是脈沖形式，需要轉換為電平形式控制使能端。

因此以上兩種傳統觸發采集方式不能在高速運動狀態下實現精確定點定量實時模擬量的數據采集。

發明內容

針對上述技術缺陷，本實用新型提出高速精密定位采集觸發卡電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下：

高速精密定位采集觸發卡電路，包括鑒相電路、第一單片機電路、第二單片機電路；正轉、反轉及合成零點信號輸入第一單片機電路的三個中斷口，所述正轉信號接入第一單片機電路的INTO口、所述反轉信號接入第一單片機電路的INT1口、合成零點信號接入第一單片機電路的INT2口；所述第一單片機電路通過零點脈沖展寬電路與第二單片機電路連接；第一單片機電路和第二單片機電路通過RS485接口與上位機連接通信；所述第二單片機電路連接外接PC?I模擬量采集板卡。

進一步的，所述鑒相電路由兩個RS觸發器構成互鎖輸出電路。

進一步的，所述正轉、反轉及合成零點信號為消抖處理模塊處理后的編碼器信號。

進一步的，所述消抖處理模塊為編碼器數字濾波電路，所述編碼器數字濾波電路包括令牌式數字濾波電路。

本實用新型的有益效果在于：利用數字邏輯電路濾除旋轉編碼器干擾信號后送入單片機接口進行位置采集，根據上位機的觸發命令自動完成對模擬量采集板卡的觸發啟停控制及原點數據調校，可以得到極高精度的“模擬量一位置”數據組。該采集觸發卡專配各類模擬量采集卡實現高速運動狀態下精確定點數據采集，大幅度提高采集精度和采集質量，并做到采集實時性和可控性最佳。

附圖說明

圖1為以圓周運動帶動曲柄機構往復運動采集為例的機構為示意圖；

圖2為編碼器數字濾波電路結構圖；

圖3為正常工況下的波形；

圖4為干擾工況下的波形；

圖5為觸發卡電路的示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。

以圓周運動帶動曲柄機構往復運動采集為例進行說明，附圖1為本的機構為示意圖。此機構代表曲柄往復運動類機構模型，模擬量采集傳感器安裝于滑塊上，圓周運動由編碼器A測量，滑塊位置由編碼器B測量。采集要求為一個圓周內(即一個往復運動內)對滑塊上的傳感器輸出數據精確采集，并要求采集數據點和位移點一一對應。

規定：

1.滑塊向左側運動為運動方向正，安裝零點為實際零點(存在安裝誤差)理論零點由測

量數據計算得到；

2.MAX，MIN分別表示測量得到的最大數據和最小數據，即處于極限位置時的數據；

3.計數器對正向運動計數為正，運動方向由PC上位機通知；

4.零點誤差為ER，人為設置偏移量為EX，基準為位置編碼器零點，偏運動正方向為正

誤差；

5.主軸編碼器一周運動輸出脈沖信號個數設為Pu?I?s。