绝对式巴鲁夫位移传感器的传动误差检测系统研究

绝对式巴鲁夫位移传感器的传动误差检测系统研究

绝对式巴鲁夫位移传感器的传动误差检测系统研究历经多年不懈努力,时栅[1-3]巴鲁夫位移传感器的研究已获得重要突破,与传统栅式巴鲁夫位移传感器相比,时栅是一种全新原理的巴鲁夫位移传感器,通过“以时间测量空间”,因彻底回避了精密机械刻线而使加工难度和成本大大降低,抗油污粉尘能力强,智能化程度高从而具有很高的商业价值。研究的内容就是时栅代替光栅等传统栅式传感器在传动领域内的应用,为时栅从实验室走向市场化打下一个基础。

绝对式巴鲁夫位移传感器的传动误差检测系统研究在传动领域中,由于传动的效果最终是以整条传动链的传动表现出来,因此要获得高质量的传动,光靠研究单个齿轮的加工以及误差是不够的,只有通过对整条传动链传动误差的精密测量,才能达到事半功倍的效果。绝对式时栅巴鲁夫位移传感器的传动误差检测系统是在原FMT[6]系统的基础上,结合时栅巴鲁夫位移传感器的自身特点而开发的时实传动误差分析的系统,具有环节误差少,精度高,结构紧凑,成本低等优点。所反映主要研究工作内容如下:(1)根据一套基于绝对式巴鲁夫位移传感器的FMT(全微机化传动误差检测分析系统)系统理论,采用时空坐标转换[5-6]和数据拟合[11]将等时采样数据点转换为等空间采样数据点,找出相对应的高速端和低速端角位移,求出传动误差曲线,通过频谱图分析传动链的传动效果。(2)实验室前期基于光栅的FMT系统中CPLD信号预处理模块主要负责的为信号分频和高频脉冲的插补,通过外部8254计数器得出传动比误差。由于时栅和光栅信号格式的不同,因而采用处理的方式也不同,在本次实验中采用CPLD[7-9]可编程芯片将3个分频器、6个32位计数器、2个读写模块和2个FIFO模块直接做在CPLD内部,通过高频插补脉冲方法实现对低速端,高速端角位移的测量。然后MCU将读取的采集数据通过USB以数据包的格式上传到上位机进行数据处理,使得电路更紧凑,稳定性更好。(3)采用Visual C++[10-12]调用Matlab[13-16]程序包开发了一套TE测量系统,主要包括数据采集、实时分析和频谱分析三部分。(4)做了3个试验:一个仿真试验,一个单传动比的实体传动链试验,一个多传动比的实体传动链。给出了试验数据及误差曲线,验证了此FMT系统的正确性。