專利名稱：單坐標光柵數顯表的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機床加工中工件位移量的測量儀器。
現有的位移測量儀表，主要由位移傳感器，電子細分器，位移方向控制器、計數器、譯碼器及顯示器等電路組成，其全部電路均由分立元件組裝的，這樣就使得它元件數量多，結構復雜，抗干擾能力差，分辨率低，而且計數容量小，位移跟蹤速度低，并且，位移跟蹤速度隨分辨率的提高而成倍下降，使用范圍受到限制。
本實用新型的目的是提供一種分辨率高，位移跟蹤速度高，且位移跟蹤速度不隨分辨率而變，抗干擾能力強，結構簡單的位移測量儀器。
本實用新型采用光柵位移傳感器對加工工件進行測量，當工件發生位移，光柵位移傳感器輸出相位相差90°的兩路脈沖信號，經電平轉換及整形后送倍頻器形成2或4倍頻的脈沖信號，通過控制門電路形成左右兩路位移的計數脈沖，送可編程計數器的兩個計數輸入端，微處理器定時向計數器讀取計數值，處理后的數值經驅動器送顯示器，顯示器的初始予置由撥碼盤經接口電路送微理器給出，功能選擇電路的K1、K2和K3與微處理器輸入端相接。
本實用新型由于采用了微處理器，可編程計數器等大規模集成電路，使得電路簡化、元件大量減少。而且與現有技術相比，具有位移分辨率高，位移跟蹤速度高，抗干擾能力強，功耗低等優點，其設計先進、合理，使用方便，便于推廣應用。
圖1為本實用新型的電路方框圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3為本實用新型的數據處理程序流程圖。
圖4為本實用新型的外形圖。
實施例型號為CSC1的光柵位移傳感器是由光柵尺體和讀數頭兩部份組成，尺體上部有一軌道，讀數頭可以在此軌道上左右移動，當二者之間相對位移每經過一個光柵柵距時，讀數頭經光電轉換即可輸出與之對應的周期脈沖信號，在機床加工中，把光柵尺體及讀數頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上，這樣加工零件時，光柵尺的相對位移即反映出加工位移量，輸出脈沖數也就正比與加工位移量。
位移信號經光柵傳感器CSC1輸出Sin、COS、兩路12V或5V的脈沖信號，送電平轉換器MC14049進行電平轉換及整形處理，整形后的脈沖信號接倍頻器C5191形成2或4倍頻及正向、反向位移脈沖信號，其2或4倍頻輸出控制通過開關S1(接高或低電平)，對倍頻器C5191的9腳進行控制實現。倍頻器輸出的這三路信號經控制門電路74lsoo形成正向、反向兩路計數脈沖，送可編程計數器D8253C－2的輸入端即15腳及18腳進行計數，計數器D8253C－2的數據線接微理器D3748H的數據線，微處理器D8748H定時讀取正、反兩個計數器的數值，然后計算出差值及符號，得到位移增量及位移方向，再累計形成實際位移量。微處理器8748的數據線同時接驅動器MC1413－1，為數碼顯示器提供位選信號，微處理器D87748H的P1口接驅動器MC1413－2，為數碼顯示器BS317102提供段選信號，顯示方式為掃描方式。數碼顯示器BS317102的小數點位置根據不同的功能由開關S2選擇。微處理器D8748H與其專用接口芯片D8243C相連，完成對七位BCD碼撥碼盤予置數的讀操作，予置數的讀操作采用動態掃描方式，減少了硬件，微處理器D8748H根據功能開關K1、K2及K3的高、低電平選擇而轉入相應的處理程序，實現不同的檢測功能，其設置方式為K1為絕對／相對功能開關，K2為置數開關，K3為直徑／半徑選擇開關。本數顯表的控制、處理程序框圖由圖3給出，其程序段為〔1〕清零，初始化，〔2〕功能判斷(直徑、絕對、置數)，〔3〕讀計數值，〔4〕數據處理，〔5〕調顯示程序。圖2中的R為電阻，C為電容，IR1～2為集成電阻排，IR1的型號為708A，IR2的型號為705A，K0為復位鍵，CR1～23為二極管，型號為1N4001，XTAL為并聯諧振晶體，振頻為10M，撥碼盤的設置是為了加工中，對某個加工長度的予置而設定的，采用任一型號均可。
圖4中的6為電源開關，7、8、9為功能開關K1、K2、K3，10為復位鍵，11為撥碼盤，12為數碼管。
權利要求1.一種單座標光柵數顯表，其特征在于它是采用光柵位移傳感器對工件進行測量，當工件發出位移，光柵位移傳感器輸出相位相差90°的兩路脈沖信號，經電平轉換及整形后送倍頻器形成2或4倍頻的脈沖信號，通過控制門電路形成左右兩路位移的計數脈沖，送可編程計數器的兩個計數輸入端，微理器定時向計數器讀取計數值，處理后的數值經驅動器送顯示器，顯示器的初始予置由撥碼盤經接口電路送微處理器給出，功能選擇電路中的開關K1、K2和K3與微理器輸入端相接。
2.按照權利要求1所述的數顯表，其特征在于數碼顯示及撥碼盤予置數的讀操作均采用動態掃描方式。
3.按照權利要求1所述的數顯表，其特征在于倍頻器所形成的2或4倍頻脈沖信號，是通過開關S1對倍頻器C5191的9腳接高電平或低電平的控制給出。
4.按照權利要求1所述的數顯表，其特征在于控制門電路74LSoo形成的正向、反向兩路計數脈沖，送可編程計數器D8253C－2的輸入端即15腳及18腳。
5.按照權利要求1所述的數顯表，其特征在于控制及處理程序段為〔1〕清零、初始化，〔2〕功能判斷(直徑、絕對、置數)〔3〕讀計數值，〔4〕數據處理，〔5〕調顯示程序。
專利摘要這是一種用于位移測量的儀器，它采用光柵位移傳感器對加工工件進行測量，當工件發生位移，光柵位移傳感器輸出脈沖信號，送可編程計數器進行計數，微處理器定時向計數器讀取計數值，處理后的數值經驅動器送顯示器給出，采用動態掃描方式。該數顯表由于采用了微處理器等大規模集成電路，使得電路簡化，元件大量減少，具有位移分辨率高，位移跟蹤速度高，抗干擾能力強，功耗低等優點。
文檔編號G01B11/02GK2039014SQ8820784
公開日1989年6月7日 申請日期1988年6月30日 優先權日1988年6月30日
發明者金喜平, 劉玉慶, 楊懷國 申請人:沈陽工業大學