[发明专利]一种光栅尺混合式转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光栅尺转换装置，特别是涉及一种光栅尺混合式转换装置。

背景技术

光栅尺在现代各种精密仪器、精密微加工、高精度数控机床等精密工程领域中有着非常广泛的应用。一般，光栅尺分为增量式光栅尺和绝对式光栅尺。增量式光栅尺位置信息的获取通过计算自某点开始的增量数获得。增量式光栅尺实现方法简单，制造成本低，但缺点是在检测过程中遇突发事件或故障，典型如中途断电，则所测数据将丢失。另外，系统开机后增量式光栅尺必须通过扫描寻找基准点或原点，这点在重新开机后运动部件不能移动的情况下是不允许的。绝对式光栅尺则在光栅尺上利用码道绝对编码技术记录绝对位置信息，系统上电后只需读取光栅尺上的编码信息即可知道位置值。这种光栅尺可靠但制造成本高，编码复杂，且对后续光电元件分辨率和精度有较高的要求。

近年来也有关于实现绝对光栅的尝试。专利号00112651.2公开了一种圆光栅绝对编码计量法，利用圆光栅原始信号，在后续电路中构造实现了代表位置信息的编码。该方法针对圆光栅，且断电后编码信息丢失而未能实现真正意义上的绝对光栅计量。专利号200610077378.7则公开了另一种光栅尺实现方法。该方法在光栅尺上不同位置安装多个射频卡，读数头在移动过程中，通过安装在其上的射频卡接收器接收各个位置射频卡的位置信息来实现绝对光栅计量。该方法在系统上电后，仍需少量移动读数头读取就近射频卡来得到位置信息。所以该方法所得到的绝对位移值有误差，且在重新开机后运动部件不能移动的情况下也是不允许的。 

发明内容

针对现有实现绝对光栅计量存在的不足，本发明提出了一种光栅尺混合式转换装置，可用于将普通增量式光栅尺方便的转换成绝对式光栅尺，解决了背景技术中存在的断电后不能计数、绝对位移值不能保存，解决上电前后由于需要移动读数头获得位置信息造成的绝对位移值误差，同时成本低且系统可靠。

本发明采用如下技术方案：

本发明包括信号处理电路和供电电路；其中：

信号处理电路：包括与零比较电路和复杂可编程逻辑器件电路，与零比较电路三个输出端A、B、R分别接复杂可编程逻辑器件电路的三个输入端，与零比较电路三个输入端A1、B1、R1分别接第一接口，第一接口与配对连接接头连接，复杂可编程逻辑器件电路的两个输出端SDA、SCL接第二接口，第二接口接用户后续处理电路；

供电电路：包括稳压电路，法拉电容充电电路和恒流电路连接而成；它通过第二接口从外部引入电源+6V，其一路接二极管D1的A极，另一路接肖特基二极管D2的A极；二极管D1的K极接5v-3.3v稳压电路的输入以及第一接口；稳压电路的输出作为所述转换装置的供电电源；肖特基二极管D2的K极经电阻R7接法拉电容C8正极，法拉电容C8负极接地，法拉电容C8正极接恒流电路输入，该恒流电路输入端由电阻R8、三极管Q1集电极相连，电阻R8另一端和三极管Q1基极，以及三端可调分流基准电压源TL431的阴极相连，三端可调分流基准电压源TL431参考端和三极管Q1发射极以及电阻R9相连，三端可调分流基准电压源TL431阳极和电阻R9另一端相连作为恒流电路输出，该输出接肖特基二极管D3的A极，肖特基二极管D3的K极接二极管D1的K极。

本发明具有的有益效果是：

1）该光栅尺混合式转换装置通过普通增量式光栅尺即可达到绝对式光栅尺效果；断电后仍能对由于惯性等原因引起的运动部件移动或震荡进行计数；重新上电前后均能准确反映运动部件实际绝对位移，无误差且成本低。

2）该光栅尺混合式转换装置能方便输出绝对位移和相对位移值；位移计算所用到的参数，包括段误差系数和相对位移参考点，均可通过网络接口方便的设置。

3）该光栅尺混合式转换装置的位移值可输出至网络。用户可方便的将连有所述转换装置的用户系统组成一检测网络。

附图说明

图1是本发明的光栅尺混合式转换装置与增量式光栅尺连接示意图；

图1中：1. 静止部件；2.增量式光栅尺定尺；3.增量式光栅尺动尺；4.配对连接接头；5.光栅尺混合式转换装置；6.运动部件。 

图2是本发明的光栅尺混合式转换装置电路图。

图3是本发明的复杂可编程逻辑器件内部模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。