一种光栅传感器四倍频辨向电路制造技术

一种光栅传感器四倍频辨向电路，包括光栅传感器，光栅传感器输出四路方波信号A+、A‑、B+、B‑，A+信号与B+信号相差π/2个相位，A‑、B‑为A+、B+的差分信号，即A‑、B‑为A+、B+经过非门后的信号，光栅传感器的四路信号和光栅传感器四倍频辨向电路的输入连接，光栅传感器四倍频辨向电路把经过处理的信号变为两路信号，一路为四倍频脉冲方波信号，另一路为方向信号，两路信号传输给单片机，单片机计数后输出对应的值；本实用新型专利技术能够使原有的光栅传感器分辨率提高四倍，电路简单，可靠性高且有效的降低了外界干扰带来的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅传感器四倍频辨向电路
本技术属于光电计量
，特别设计一种光栅传感器四倍频辨向电路。
技术介绍
光栅传感器是采用光栅叠栅条纹(又称莫尔条纹)原理测量位移的传感器，光栅传感器包括光栅尺和光栅读数头，光栅尺是在一块长条形的光学玻璃(或金属)上密集等间距平行的刻线，刻线密度为10～100线/毫米，这些条纹以光栅的相对运动速度移动，并直接照射到光电元件上，在它们的输出端得到A+、A-、B+、B-这四路方波信号，信号通过微处理器(单片机)计数后显示传感器的位移量。光栅传感器通常应用在程控、数控机床和三坐标测量机构中，可测量静、动态的直线位移和整圆角位移。在机械振动测量、变形测量等领域也有应用。但是在应用中，光栅传感器的工作环境都是存在或大或小的干扰，比如机械振动、磁场等因素的干扰，这就会造成光栅传感器的输出不稳定，具体的说就是丢失脉冲与方波脉冲的占空比不等。在实际生产中，企业常常会追求低成本，换算在光栅传感器上，就是分辨率的高低，分辨率越高，价格随之也越高。四倍频电路的使用是一个趋势，但是过于复杂的电路会使得四倍频电路的设计难度增加，干扰和噪声也随之增加。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺点，本技术在于提供一种光栅传感器的四倍频辨向电路，能够使原有的光栅传感器分辨率提高四倍，电路简单，可靠性高且有效的降低了外界干扰带来的影响。为了达到上述目的，本技术采取的技术方案为：一种光栅传感器四倍频辨向电路，包括光栅传感器1，光栅传感器1输出四路方波信号A+、A-、B+、B-，A+信号与B+信号相差π/2个相位，A-、B-为A+、B+的差分信号，即A-、B-为A+、B+经过非门后的信号，光栅传感器1的四路信号和光栅传感器四倍频辨向电路2的输入连接，光栅传感器四倍频辨向电路2把经过处理的信号变为两路信号，一路为四倍频脉冲方波信号，另一路为方向信号，两路信号传输给单片机3，单片机3计数后输出对应的值。一种光栅传感器四倍频辨向电路，包括光栅传感器输出端口P1，光栅传感器输出端口P1的A相中的A+相分成两路，一路与与门U2A的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2B的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的A相中的A-相分成两路，一路与与门U2B的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2A的另一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相的B+相分成两路，一路与与门U2C的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2D的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相中的B-相分成两路，一路与与门U2D的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2C的另一路输入管脚相连；与门U2A的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的13管脚2C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的4管脚1C2连接，与门U2A的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2B的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的5管脚1C1相连，另一路与双4选1数据选择器U3的10管脚2C0连接，与门U2B的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2C的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的3管脚1C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的11管脚2C1连接，与门U2C的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2D的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的6管脚1C0相连，另一路与双4选1数据选择器U3的12管脚2C2连接，与门U2D的输出管脚的两路信号为并联连接；双4选1数据选择器U3的14管脚A与2管脚B分别与光栅传感器输出端口P1的A+相和B+相信号连接，双4选1数据选择器U3的1管脚～1G与15管脚～2G串联后接地，双4选1数据选择器U3的7管脚1Y与9管脚2Y分别接入单片机的不同的外部中断口。所述的单稳电路为RC电路，串联一个电阻后，并联一个电容，电容接地；光栅传感器输出端口P1的A+、A-、B+、B-四相信号的单稳电路的一路信号分别串联电阻R4、R3、R2、R1，并电容联C3、C2、C1、C4，电容都接地。所述的电阻R1、R2、R3、R4的阻值为6.98KΩ，电容C1、C2、C3、C4的容抗为100nf。所述的与门U2A、U2B、U2C、U2D选择74LS08二输入四正与门集成电路芯片。所述的双4选1数据选择器U3选择74LS153集成电路芯片。本技术的有益效果为：在不改变光栅传感器硬件的前提下，有效缓解了光栅传感器丢失脉冲的现象，并且在不增加成本的情况下，提升了其4倍分辨率，有利于机器的高精度测量。经过单稳处理后的信号保持了方波的完整性，采用了双4选1数据选择器U3，使电路更加简单，可靠性增加，抛弃了传统单稳四细分辨向电路的与或非门，减少了芯片的数量，提高了信号输出的稳定性。附图说明图1是本技术的示意图。图2是本技术实施例的电路图。图3是本技术实施例的各阶段输出波形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作详细描述。如图1所示，一种光栅传感器四倍频辨向电路，包括光栅传感器1，光栅传感器1输出四路方波信号A+、A-、B+、B-，A+信号与B+信号相差π/2个相位，A-、B-为A+、B+的差分信号，即A-、B-为A+、B+经过非门后的信号，光栅传感器1的四路信号和光栅传感器四倍频辨向电路2的输入连接，光栅传感器四倍频辨向电路2把经过处理的信号变为两路信号，一路为四倍频脉冲方波信号，另一路为方向信号，两路信号传输给单片机3，单片机3计数后输出对应的值。如图2所示，一种光栅传感器四倍频辨向电路，包括光栅传感器输出端口P1，光栅传感器输出端口P1的A相中的A+相分成两路，一路与与门U2A的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2B的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的A相中的A-相分成两路，一路与与门U2B的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2A的另一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相的B+相分成两路，一路与与门U2C的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2D的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相中的B-相分成两路，一路与与门U2D的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2C的另一路输入管脚相连；与门U2A的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的13管脚2C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的4管脚1C2连接，与门U2A的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2B的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的5管脚1C1相连，另一路与双4选1数据选择器U3的10管脚2C0连接，与门U2B的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2C的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的3管脚1C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的11管脚2C1连接，与门U2C的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2D的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的6管脚1C0相连，另一路与双4选1数据选择器U3的12管脚2C2连接，与门U2D的输出管脚的两路信号为并联连接；双4选1数据选择器U3的14管脚A与2管脚B分别与光栅传感器输出端口P1的A+相和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅传感器四倍频辨向电路，其特征在于：包括光栅传感器输出端口P1，光栅传感器输出端口P1的A相中的A+相分成两路，一路与与门U2A的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2B的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的A相中的A‑相分成两路，一路与与门U2B的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2A的另一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相的B+相分成两路，一路与与门U2C的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2D的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相中的B‑相分成两路，一路与与门U2D的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2C的另一路输入管脚相连；与门U2A的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的13管脚2C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的4管脚1C2连接，与门U2A的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2B的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的5管脚1C1相连，另一路与双4选1数据选择器U3的10管脚2C0连接，与门U2B的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2C的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的3管脚1C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的11管脚2C1连接，与门U2C的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2D的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的6管脚1C0相连，另一路与双4选1数据选择器U3的12管脚2C2连接，与门U2D的输出管脚的两路信号为并联连接；双4选1数据选择器U3的14管脚A与2管脚B分别与光栅传感器输出端口P1的A+相和B+相信号连接，双4选1数据选择器U3的1管脚～1G与15管脚～2G串联后接地，双4选1数据选择器U3的7管脚1Y与9管脚2Y分别接入单片机的不同的外部中断口。...

【技术特征摘要】
1.一种光栅传感器四倍频辨向电路，其特征在于：包括光栅传感器输出端口P1，光栅传感器输出端口P1的A相中的A+相分成两路，一路与与门U2A的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2B的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的A相中的A-相分成两路，一路与与门U2B的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2A的另一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相的B+相分成两路，一路与与门U2C的其中一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2D的其中一个输入管脚连接；光栅传感器输出端口P1的B相中的B-相分成两路，一路与与门U2D的另一个输入管脚连接，另一路通过单稳电路后与与门U2C的另一路输入管脚相连；与门U2A的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的13管脚2C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的4管脚1C2连接，与门U2A的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2B的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的5管脚1C1相连，另一路与双4选1数据选择器U3的10管脚2C0连接，与门U2B的输出管脚的两路信号为并联连接；与门U2C的输出管脚分成两路，一路与双4选1数据选择器U3的3管脚1C3相连，另一路与双4选1数据选择器U3的11管脚2C1连接，与门U2C的输出管脚的两路信号为并...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，吴松林，张敏，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61