光栅传感器的位移检测

一、系统框图

二、框图说明

2.1. 光栅传感器

光栅线位移传感器

价格：400.00 – 2000.00

测量长度：50mm – 1000mm

产地：国产

规格：25线/mm

供电电压：5V

输出：两路脉冲，相差90º

光栅角位移传感器

型号：E6B2-CWZ1X

价格：100.00 – 500.00

产地：国产（欧姆龙）

规格：100线/周 – 1000线/周

供电电压：5V

输出：两路脉冲，相差90º

光栅线位移和角位移传感器具有相同的输出，两路脉冲，相差90º（图1）。所以信号处理电路没有区别，程序处理时，脉冲当量不一样。线位移时为X.Xmm/脉冲，角位移时为XºX'X"/脉冲。同样的脉冲，所表示的物理意义不同，一个是线位移的长度单位，一个是角位移的角度或转速单位。

2.2. 光栅信号处理单元

光栅信号处理单元完成细分与辨向，单元所处理的信号为两路相差90°的方波,A 信号和B 信号,图1 所示. 设一参考方向,假设相对位移方向与参考方向一致时,A 信号超前B 信号90°,图2 a 所示,相对位移方向与参考方向相反时,A 信号落后B 信号90°,图2 b 所示. 辨向就是辨别光栅传感器的相对位移方向,也就是A 信号和B 信号相位关系。.

图2

光栅位移1 个栅距，对应输出波形一个周期，两路A、B信号对应4 个前后沿变化，通过组合逻辑得到4个脉冲。即4细分。 细分与辨向电路的输出是正向四细分信号+ P 加反向四细分信号- P ,图3所示。.

图3

三、系统原理图

单片机STC15F2K60S2有二个高速串口，由电路MAXRS232转换成RS232电平。通过RS232接口，分别接入两台计算机，一台计算机调试程序，另一台计算机显示上传的位移。也可用一台笔记本电脑，通过两个USB接口，用两根USB/RS232转换线接入。在笔记本电脑上，KEIL调试界面和温度显示界面可以随时切换。

用C51做光栅位移信号采集程序和通信程序。（用KEIL调试单片机程序，下位机程序）

用VB做计算机显示上传温度的界面程序和通信程序。（上位机程序）

四、要掌握的基本知识：

1、光栅传感器工作原理

2、4细分辩相电路。

3、单片机STC15F2K60S(51核)。

4、RS232C接口标准。

5、RS232电平。

6、计算机工具软件“串口调试助手”。

7、单片机软件调试工具“KEIL uvision”。

8、VB编程。

9、C51编程。

10、调试方法。

五、单片机STC15F2K60S的基本特点

1、80C51核技术

2、4KflashROM，256字节RAM。

3、二路全双工高速串口，

4、24脚DIP封装。

5、串口在线编程ISP。Keil能否在线调试？不知。

6、内置复位电路。内置RC振荡器，无需外接晶振。

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