基于絕對式時柵的FMT研究與設計.pdf

1、時柵位移傳感器是一項具有重要意義的原始性創(chuàng)新成果，經(jīng)過科研工作者多年的不懈努力，獲得了重大突破。與傳統(tǒng)柵式傳感器相比，時柵位移傳感器是一種全新的位移傳感器。與光柵相比，時柵代替了需要經(jīng)過精密刻線才能實現(xiàn)高精度測量的工藝，使得制造成本大大降低，工藝也變得不那么復雜。在環(huán)境適應性方面比如抗干擾、油污、粉塵等比光柵更勝一籌。本文圍繞著以絕對式時柵位移傳感器為核心，將絕對式時柵位移傳感器用于機械傳動領(lǐng)域，為時柵代替光柵奠定基礎(chǔ)。齒輪傳動這種良好

2、的傳動方式由于其均勻平衡地傳遞運動和動力，已被廣泛地應用到機械裝置中。齒輪傳動不僅可以確保傳動比恒定、穩(wěn)定性高、準確可靠地傳遞運動，同時其功率和速度范圍很寬。他的優(yōu)點可以體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)比較緊湊、工作相當可靠、能達到較大傳動比、效率高、壽命長等方面。在機械傳動鏈中，振動、噪聲主要是由齒輪傳動誤差引起，它涵蓋了動態(tài)性能和強度性能等大量信息。對于機床的傳動誤差的動態(tài)測量，在要求較高質(zhì)量的傳動的場合，對他有著非常重要的意義。同時它也是檢驗齒輪傳動

3、鏈質(zhì)量的一個重要指標和重要手段，也為進一步改善齒輪的設計和加工提供參考，這使得對傳動誤差檢測手段和分析方法的研究具有重要的理論意義和應用價值。所以，如何更精確的檢測出傳動誤差就成為衡量一臺機床傳動性能優(yōu)劣的重要指標之一。
　　本研究分析了傳動誤差檢測理論以及相應數(shù)學模型；分析了絕對式時柵位移傳感器用于傳動誤差檢測的理論模型并完成了算法推導；提出了時鐘脈沖計數(shù)的原理和高頻時鐘插補細分的原理；成功實現(xiàn)了下位機信號處理電路的設計；通過使

4、用USB3.0芯片的通訊協(xié)議，利用其stream in（串流輸入）工作方式實現(xiàn)了FMT下位機與PC之間的通信；設計了前端原始信號處理電路；完成了檢測系統(tǒng)下位機中信號預處理電路的設計，通過一塊高性能FPGA做成的信號采集卡將原始信號進行處理，然后通過USB3.0通信模塊發(fā)送至上位機進行處理，并將USB3.0模塊與FPGA模塊集成到一塊PCB上；開發(fā)了一套數(shù)據(jù)處理平臺，采用C＃2013版本進行編程，將采集的數(shù)據(jù)進行實時處理，同時在C#中編寫