基于EPA的光栅位移测量系统原理及设计方案
4光栅位移测量系统的硬件设计
光栅位移测量系统的硬件实现主要包括位移检测电路、电源电路、人机接口和声光报警电路以及工业以太网接口电路的设计。
4．1基于集成芯片的光栅位移检测电路
光栅信号检测电路可以由光敏三极管、比较器LM339、2片74193串联组成。但是这种设计方案往往需要增加较多的可编程计数器，电路元器件众多、结构复杂、功耗增加、稳定性下降。因此，本文对经过SGC－4．2型光栅尺(50线／mm)出来的脉冲信号进行倍频处理时，选择4倍频专用集成电路芯片QA740210来实现，对信号4细分后，可得分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业测控中已达到了很高的精确度。QA740210集成电路可将两路正交的方波进行四倍频，并能根据输入信号的相位关系进行相位判别，产生2路加、减计数信号，可直接送到DS80C410高速计数器进行计数。
为了使QA740210正常工作，需要设计由X0、X1、X2构成的振荡器。振荡频率与电源电压无关，仅取决于充电和放电的总时间常数，即与R1和C1的值有关。本文选用R1＝100Ω，C1＝10μF，所示振荡频率ｆ＝250kHz。具体的实现电路如图4所示。
SGC－4．2型光栅传感器输出的是HTL方波信号，而QA740210的工作电压为+5V，所以必须通过电平转换才能实现倍频脉冲的输出。电平转换电路如图5所示。
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