电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电容采集放大器，包括TEC控制器，所述TEC控制器分别与LC谐振电路、信号调理放大电路电性连接，电容采集放大器还具有传感器信号输出接口；所述TEC控制器，包括调理电路，还包括供电电路、至少一个滤波电路、限流电路和调节电路；所述调理电路集成于芯片中，所述芯片，其用于电性连接供电电路、滤波电路、限流电路和调节电路；基于电容采集放大器，本发明专利技术还提出了一种激光头调整装置，包括电容采集放大器，所述电容采集放大器与激光器主体电性连接，激光器主体与调整装置主体连接。激光器主体与调整装置主体连接。激光器主体与调整装置主体连接。

Capacitance acquisition amplifier and laser head adjustment device using amplifier

【技术实现步骤摘要】
电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置


[0001]本专利技术属于激光切割
，具体涉及电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置。

技术介绍

[0002]激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。
[0003]在激光切割加工过程中，为了保证最佳的切割质量与切割效率，激光焦点通常位于待切割工件表面以下固定位置，因此需要控制激光喷嘴与工件表面的距离保持一致，该距离也被称作切割高度，一般在0.2~3mm间。由于待切割工件表面可能不平整，以及切割过程中工件振动等因素，需要动态地调节激光喷嘴位置以保持其与待切割工件的高度一致，否则将使得切割质量低下甚至无法切割透工件。
[0004]为了达到动态调节激光喷嘴高度的目的，即设计一种随动控制系统来自动调节切割高度，需要测量激光喷嘴与工件表面的距离。目前行业内广泛使用的方法为基于电容的间接测量方法，具体为：激光喷嘴与待切割工件会构成电容器的两个极板，二者之间会形成一个1~100pF的电容。当激光喷嘴与待切割工件之间距离增加，该电容减小；反之电容增大。借助该电容的测量，可以间接地获得激光喷嘴与待切割工件之间的距离。
[0005]测量激光喷嘴与待切割工件之间的电容通常采用振荡器电路，基于LC振荡器原理，将激光喷嘴与待切割工件之间的电容转化为频率信号输出的部件称为电容采集放大器。
[0006]然而，现有的电容采集放大器存在如下问题：由于谐振电路通常由电感、电容、三极管、运算放大器等电子元件构成，所有的电子元器件均存在温漂，即随着环境温度变化电子元器件的参数将发生变化，具体为电感电容值变化、三极管增益变化等。进而会引起谐振频率的温漂，最终影响电容采集放大器的精度。在激光切割实际使用场景中，环境温度变化会影响电容采集放大器的精度，因此需要定期进行电容标定过程，影响了切割效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置一种调理电路，包括两个运算放大器，第一运算放大器的反相输入端分别电性连接有并联的第二十电阻、第二十一电阻和第二十四电阻，所述第二十四电阻的另一端与第一运算放大器的输出端电性连接，第二十电阻的另一端电性连接有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻的另一端与信号地端电性连接，所述第一运算放大器的正相输入端电性连接有并联的第二十二电阻和第二十三电阻，所述第二十三电阻的另一端与信号地端电性连接；第二运算放大器的反相输入端与第二十五电阻的一端电性连接，第二十五电阻的另一端与第一运算放大器的输出端电性连接，所述第二十五电阻上并联有依次串联的第二
十六电阻和第四十七电容，所述第二运算放大器的反相输入端、输出端分别与第四十九电容的两端电性连接，所述第四十九电容上并联有依次串联的第二十七电阻和第四十八电容，所述第二运算放大器的正相输入端电性连接有并联的第二十八电阻和第二十九电阻，第二十九电阻的另一端与信号地端电性连接。
[0008]基于上述调理电路，本专利技术还提出了一种芯片，所述芯片包括上述两个运算放大器。
[0009]基于上述芯片，本专利技术还提了一种TEC控制器，包括芯片、供电电路、至少一个滤波电路、限流电路和调节电路；所述芯片，其用于电性连接供电电路、滤波电路、限流电路和调节电路；所述供电电路，其用于为电路不同模块供电；所述滤波电路，其用于滤除电源噪声；所述限流电路，其用于限制对TEC温度补偿的电流量；所述调节电路，其用于对TEC的电压进行调节，并将TEC电压反馈至芯片内部。
[0010]为了向电路中的不同模块供电，供电电路包括串联的第七磁珠和第十四电阻，所述第七磁珠的另一端与电源电性连接，第十四电阻的另一端与芯片的引脚五电性连接，芯片的引脚十六电性连接于第七磁珠与第十四电阻之间的电路上。
[0011]为了滤除电源噪声，滤波电路包括，第一滤波电路，芯片的引脚五电性连接有第三十电容，第三十电容的另一端与信号地端电性连接，所述第三十电容上并联有第三十一电容；第二滤波电路，芯片的引脚六电性连接有第三十二电容，第三十二电容的另一端与信号地端电性连接；第三滤波电路，芯片的引脚十六电性连接有第三十四电容，第三十四电容的另一端与功率地端电性连接，所述第三十四电容上并联有第三十五电容；第四滤波电路，芯片的引脚十六电性连接有第四十电容，第四十电容的另一端与功率地端电性连接，所述第四十电容上并联有第四十一电容、第四十二电容、第四十三电容、第四十四电容、第四十五电容和第四十六电容；第五滤波电路，芯片的引脚十九通过第三十三电容与引脚十七电性连接；第六滤波电路，芯片的引脚十六电性连接有第三十六电容，第三十六电容的另一端与功率地端电性连接，第三十六电容上并联有第三十七电容。
[0012]为了限制对TEC温度补偿的电流量，限流电路包括，串联的第十六电阻、第十七电阻，所述第十六电阻的另一端与芯片的引脚六电性连接，第十七电阻的另一端与信号地端电性连接，芯片的引脚三电性连接于第十六电阻与第十七电阻之间的电路上；串联的第十八电阻、第十九电阻，所述第十八电阻的另一端与芯片的引脚六电性连接，第十九电阻的另一端与信号地端电性连接，芯片的引脚四电性连接于第十八电阻与第十九电阻之间的电路上。
[0013]为了对TEC的电压进行调节，并将TEC电压反馈至芯片内部，调节电路包括由电感、第三十八电容和第三十九电容组成的的BUCK电路，芯片的引脚十四与电感的一端电性连接，电感的另一端电性连接有并联的第三十八电容、第三十九电容，第三十八电容和第三十
九电容之间的电路上电性连接有功率地端；芯片的引脚十电性连接有第十五电阻，第十五电阻的另一端电性连接于电感、第三十八电容之间的电路上。
[0014]为了采集TEC的信息，芯片的引脚十七与第三十三电容之间的电路上电性连接有TEC的正极端，电感与第三十八电容之间的电路上电性连接有TEC的负极端。
[0015]基于上述TEC控制器，本专利技术还提出了一种电容采集放大器，所述电容采集放大器包括TEC控制器，所述TEC控制器与LC谐振电路、信号调理放大电路电性连接，电容采集放大器还具有传感器信号输出接口。
[0016]基于上述电容采集放大器，本专利技术还提出了一种激光头调整装置，所述激光头调整装置包括电容采集放大器，所述电容采集放大器与激光器主体电性连接，激光器主体与调整装置主体连接；电容采集放大器与激光器主体中的激光头电性连接，还与载物台电性连接；激光器主体，其用于对切割设备的载物台上的待切割工件进行激光切割；调整装置主体，其用于对激光器主体的位置进行调整。
[0017]为了对激光器主体的位置进行调整，调整装置主体为包括，第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的固定端与辅助块连接，伸缩端连接有第一移动板；收容杆，收容杆的一端与第一伸缩杆套接，另一端通过通气件与固定杆的内部连通，固定杆的内部为空腔；所述收容杆上套接有固定套，所述固定套通过L型板与辅助块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容采集放大器，其特征在于，包括TEC控制器，所述TEC控制器分别与LC谐振电路、信号调理放大电路电性连接，电容采集放大器还具有传感器信号输出接口；所述TEC控制器，包括调节电路，还包括供电电路、至少一个滤波电路、限流电路和调节电路；所述调理电路集成于芯片中，所述芯片，其用于电性连接供电电路、滤波电路、限流电路和调节电路；所述调理电路，包括两个运算放大器，第一运算放大器的反相输入端分别电性连接有并联的第二十电阻、第二十一电阻和第二十四电阻，所述第二十四电阻的另一端与第一运算放大器的输出端电性连接，第二十电阻的另一端电性连接有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻的另一端与信号地端电性连接，所述第一运算放大器的正相输入端电性连接有并联的第二十二电阻和第二十三电阻，所述第二十三电阻的另一端与信号地端电性连接；第二运算放大器的反相输入端与第二十五电阻的一端电性连接，第二十五电阻的另一端与第一运算放大器的输出端电性连接，所述第二十五电阻上并联有依次串联的第二十六电阻和第四十七电容，所述第二运算放大器的反相输入端、输出端分别与第四十九电容的两端电性连接，所述第四十九电容上并联有依次串联的第二十七电阻和第四十八电容，所述第二运算放大器的正相输入端电性连接有并联的第二十八电阻和第二十九电阻，第二十九电阻的另一端与信号地端电性连接；所述供电电路，其用于为电路不同模块供电；所述滤波电路，其用于滤除电源噪声；所述限流电路，其用于限制对TEC温度补偿的电流量；所述调节电路，其用于对TEC的电压进行调节，并将TEC电压反馈至芯片内部。2.根据权利要求1所述的一种电容采集放大器，其特征在于，所述供电电路包括串联的第七磁珠和第十四电阻，所述第七磁珠的另一端与电源电性连接，第十四电阻的另一端与芯片的引脚五电性连接，芯片的引脚十六电性连接于第七磁珠与第十四电阻之间的电路上。3.根据权利要求1所述的一种电容采集放大器，其特征在于，所述滤波电路包括，第一滤波电路，芯片的引脚五电性连接有第三十电容，第三十电容的另一端与信号地端电性连接，所述第三十电容上并联有第三十一电容；第二滤波电路，芯片的引脚六电性连接有第三十二电容，第三十二电容的另一端与信号地端电性连接；第三滤波电路，芯片的引脚十六电性连接有第三十四电容，第三十四电容的另一端与功率地端电性连接，所述第三十四电容上并联有第三十五电容；第四滤波电路，芯片的引脚十六电性连接有第四十电容，第四十电容的另一端与功率地端电性连接，所述第四十电容上并联有第四十一电容、第四十二电容、第四十三电容、第四十四电容、第四十五电容和第四十六电容；第五滤波电路，芯片的引脚十九通过第三十三电容与引脚十七电性连接；第六滤波电路，芯片的引脚十六电性连接有第三十六电容，第三十六电容的另一端与功率地端电性连接，第三十六电容上并联有第三十七电容。4.根据权利要求1所述的一种电容采集放大器，其特征在于，所述限流电路包括，
串联的第十六电阻、第十七电阻，所述第十六电阻的另一端与芯片的引脚六电性连接，第十七电阻的另一端与信号地端电性连接，芯片的引脚三电性连接于第十六电阻与第十七电阻之间的电路上；串联的第十八电阻、第十九电阻，所述第十八电阻的另一端与芯片的引脚六电性连接，第十九电阻的另一端与信号地端电性连接，芯片的引脚四电性连接于第十八电阻与第十九电阻之间的电路上。5.根据权利要求1所述的一种电容采集放大器，其特征在于，所述调节电路包括由电感、第三十八电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥群，焦迪，
申请(专利权)人：上海方菱计算机软件有限公司，
类型：发明
国别省市：