【技术实现步骤摘要】
一种激光调高器电容测量装置
本专利技术涉及激光调高器领域,尤其涉及一种激光调高器电容测量装置。
技术介绍
在激光切割加工的过程中,为了保证切割质量,激光焦点一般应位于被加工工件表面以下厚度的1/3处,但是由于诸多原因会使激光焦点位置与理想位置发生偏移,造成激光切割头与工件间的距离变化不定且难以测量的问题,因此在切割过程中需要实时监测激光器与被加工板材对象的之间的电容值,继而确定对应的激光头Z轴位置关系,并加以实时调节。请参阅图1,现有的调频式测量电路可实现电容的测量。在调频电路中,电容传感器被接在振荡器的震荡回路中,其震荡频率f会随着传感器电容Ce的改变而发生相应的变化,从而实现由电容量到频率的转换。当传感器电容Ce改变时,振荡器的震荡频率也随之改变,经鉴频器的解调,频率的变化转换为与被测信号成比例的低频电压信号,就可以测得被测量的变化。振荡回路的固有频率为:其中,C1位振荡回路固有频率,Ce为传感器标称电容,Cc为引线分布电容,L为振荡回路的谐波电感,当Ce产生变化时,振荡频率变化为:这种测量电路为频率输出,易于与数字式仪表或者计算机连接,可以较容易的获取电容值。然而这种调频式测量电路有以下缺点:1.测量电路输出电压灵敏度受电源周期、幅值的影响;2.光切割头传感器与工件间的电容为pf级,传送给控制器的信号可能会有读取误差;3.可能受到电缆电容和温度的影响,振荡器振荡频率变化较大,且电路线路复杂,输出非线性较大,不适合高精度电容测量的设计;4.测量出来的板间距离与电容值的关系有偏差。因此,现有的调频式测量电路在测量电容时由于振荡器震荡频率变化较大,容易受到 ...
【技术保护点】
一种激光调高器电容测量装置,其特征在于,包括:电容检测模块,所述电容检测模块包括信号激励源和充放电网络;所述信号激励源连接所述充放电网络,用于提供脉冲方波信号至所述充放电网络;所述充放电网络包括:第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、待测电容、标定电容、测量计算单元;所述第一二极管的正极连接所述信号激励源,所述第一二极管的负极连接所述第一电容的一端,所述第一电容的另一端接地;所述第一电阻与所述第一二极管并联,所述标定电容与所述第一电容并联;所述第二二极管的正极连接所述信号激励源,所述第二二极管的负极连接所述第二电容的一端,所述第二电容的另一端接地;所述第二电阻与所述第二二极管并联,所述待测电容与所述第二电容并联;所述测量计算单元连接所述第一电容的一端和所述第二电容的一端;其中,所述充放电网络通过所述第一电阻和所述第二电阻对所述标定电容和所述待测电容进行周期性充电,通过所述第一二极管和所述第二二极管对所述标定电容和所述待测电容进行周期性放电,通过所述测量计算单元测量所述标定电容两端的电压和所述待测电容两端的电压的平均差值并根据所述平均差值与所述标定电容的电容值和 ...
【技术特征摘要】
1.一种激光调高器电容测量装置,其特征在于,包括:电容检测模块,所述电容检测模块包括信号激励源和充放电网络;所述信号激励源连接所述充放电网络,用于提供脉冲方波信号至所述充放电网络;所述充放电网络包括:第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、待测电容、标定电容、测量计算单元;所述第一二极管的正极连接所述信号激励源,所述第一二极管的负极连接所述第一电容的一端,所述第一电容的另一端接地;所述第一电阻与所述第一二极管并联,所述标定电容与所述第一电容并联;所述第二二极管的正极连接所述信号激励源,所述第二二极管的负极连接所述第二电容的一端,所述第二电容的另一端接地;所述第二电阻与所述第二二极管并联,所述待测电容与所述第二电容并联;所述测量计算单元连接所述第一电容的一端和所述第二电容的一端;其中,所述充放电网络通过所述第一电阻和所述第二电阻对所述标定电容和所述待测电容进行周期性充电,通过所述第一二极管和所述第二二极管对所述标定电容和所述待测电容进行周期性放电,通过所述测量计算单元测量所述标定电容两端的电压和所述待测电容两端的电压的平均差值并根据所述平均差值与所述标定电容的电容值和所述待测电容的电容值的关系计算获得所述待测电容的电容值。2.根据权利要求1所述的一种激光调高器电容测量装置,其特征在于,所述平均差值与所述标定电容的电容值和所述待测电容的电容值的关系具体可用第一公式表示为:其中,ΔU为所述平均差值,Vcx为待测电容两端的电压,Vref为标定电容两端的电压,Ugen为信号激励源输出的脉冲方波信号的电压幅值,R和C为充放电网络等效的电阻和电容,T为充放电网络的充放电周期,Cx为待测电容的电容值,Cref为标定电容的电容值。3.根据权利要求1所述的一种激光调高器电容测量装置,其特征在于,还包括电源电压模块;所述电源电压模块连接所述信号激励源,用于将220v的交流电压,经电压转换得到所述信号激励源所需的稳定±15v或±5v稳幅电压并输送至所述信号激励源。4.根据权利要求1所述的一种激光调高器电容测量装置,其特征在于,还包括信号放大模块;所述信号放大模块连接所述充放电网路,用...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆啸天,阮亚文,王磊,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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