基于EPA的光柵位移測量系統原理及設計方案
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4光柵位移測量系統的硬件設計
光柵位移測量系統的硬件實現主要包括位移檢測電路、電源電路、人機接口和聲光報警電路以及工業以太網接口電路的設計。
4．1基于集成芯片的光柵位移檢測電路
光柵信號檢測電路可以由光敏三極管、比較器LM339、2片74193串聯組成。但是這種設計方案往往需要增加較多的可編程計數器，電路元器件眾多、結構復雜、功耗增加、穩定性下降。因此，本文對經過SGC－4．2型光柵尺(50線／mm)出來的脈沖信號進行倍頻處理時，選擇4倍頻專用集成電路芯片QA740210來實現，對信號4細分后，可得分辨率為5μm的計數脈沖，這在工業測控中已達到了很高的精確度。QA740210集成電路可將兩路正交的方波進行四倍頻，并能根據輸入信號的相位關系進行相位判別，產生2路加、減計數信號，可直接送到DS80C410高速計數器進行計數。
為了使QA740210正常工作，需要設計由X0、X1、X2構成的振蕩器。振蕩頻率與電源電壓無關，僅取決于充電和放電的總時間常數，即與R1和C1的值有關。本文選用R1＝100Ω，C1＝10μF，所示振蕩頻率ｆ＝250kHz。具體的實現電路如圖4所示。
SGC－4．2型光柵傳感器輸出的是HTL方波信號，而QA740210的工作電壓為+5V，所以必須通過電平轉換才能實現倍頻脈沖的輸出。電平轉換電路如圖5所示。
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