专利名称：数字式位置信号测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于位置信号渊试装置，特别是涉及一种能够有效而直观的检査和判断 出位置传感器是否工作正常的数字式位置侑号測试仪。
背景技术：
数控机床所有轴的传动均采用位置闭环控制系统，从而实现了微米级的加工耱度。 各种光栅尺、编码器等位置传感器是位置闭环系统中的关键部件。机床各个轴正是根据 它们发出的各种位置信号来精确决定其位置和移动量。
位置传感器安装复杂，结构精密，价格昂贵。其产生的多组位置信号幅值极櫬弱， 频率变化大，有的位置信号只是一个单脉冲而已，用传统的示波器很难满意的捕捉到其 信号踪迹。因此，对位置传感器修理和检查异常困难，检修工作效率很低。 发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问通而摁供一种能够有效而直观的检査和 判断出位置传,是否工作正常的数字式位置信号渊试仪。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是 一种数字式位 置信号测试仪，包括有电源VD,还设置有分别与电源V。相连的基准电源、信号放大器、 鉴幅电路、整形电路、声光发生器以及计数显示器，其中，信号放大器的输入端连接滤 波网络和限幅电路，输出端连接鉴幅电路；鉴幅电路的输出端分别连接声光发生器和整 形电路整形电路的输出端连接计数显示器。
所述的滤波网络限幅电路和信号放大器是位置信号通过A端和B端输入，A端经电 阻Rl和电感Ll串联接到运算放大器IC2的2脚,B端经电阻R2和电感L2串连后接到运 算放大器IC2的3脚，运算放大器IC2的输出端6脚和2脚之间接有电阻R3与电容C4 并联的反馈电路，电源VD通过电阻R5接到运算放大器IC2的6脚，输出端6脚和5脚之 间接有电容C5,电阻Rl和电感Ll的连接点通过电容Cl接地，电阻R2和电感L2的连点 通过电容C2接地，电阻Rl和电感Ll的连接点与电阻R2和电感L2的连点之间接有反并 联的二极管D1和D2。
所述的鉴幅电路是运算放大器IC2的输出端6脚通过肪接到IC3的2脚，电源V。 经电阻R8与电阻R9串连后接地，电阻R8与电阻R9的连接点经电阻R7接到运算放大器 IC3的3脚，电阻R10跨接在运算放大器IC3的3脚和6脚之间，电源V。经电阻R11接 到运算放大器IC3的6脚。
所述的声光发生器是由集成电路IC4的门3 IC4—3和门4 IC4一4组成,其中，IC4-3 的11脚与运算放大器IC3的输出埔6脚相连,IC4-3的10脚与IC4-4的9脚相连,IC4-4 的输出端8脚g响器MD接地，在IC4-4的8脚和9脚之间跨接有电阻R12与变色发光
二极管LED的串联。
所述的整形电路是由集成电路IC4的门1 IC4一l和门2IC4-2组成，其中，IC4-1 的1脚与运算放大器IC3的输出端6脚相接，IC4-1的2脚与IC4-2的3脚相接，IC4-2 的输出4脚连接到计数显示器的CP输入端。
所述的基准电源是由集成电路IC1组成，ICl的l脚接电源Vn, 3脚接地，2脚经电 阻R4与电容C3的并联接到运箅放大器IC2的3脚。
本实用新型具有的优点和积极效果是由于本实用新型的数字式位置信号測试仪采 用低噪音信号处理和高速计数器件，专用于捕捉和计豕微弱的电脉冲信号，特别适用于 各种脉冲编码器和光栅尺等位置传感器的信号渊试。只要位置传感器发生了位移变化， 通过指示灯的红绿交替闪烁和讯响器的发生声，可以"看到"和"听到"位置信号的存 在，通过数显器可以精确读出位置信号的数值，推算出位置信号数量和位移量之间的比 例关系，从而快捷判断出位置传感器是否正常，其分辨率是否正确，可大为提高位置传 感器的维修效率。
图l是本实用新型的电路框图2是图1的电路原理图。
图中的标号分别是
l一滤波网络和限幅电路2—信号放大器3—鉴幅电路；4—声光发生器； 5 —整形电路；6—计数显示器；7 —基准电源。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合
附图详细说明如下
如图1所示，本实用新型的数字式位置信号渊试仪，包括有电源VD,还设置有分别 与电源Vn相连的基准电源7、信号放大器2、鉴幅电路3、整形电路5、声光发生器4以 及计数显示器6，其中，信号放大器2的输入端连接滤波网络限鵪电路1，输出端连接鉴 幅电路3;鉴幅电路3的输出端分别连接声光发生器4和整形电路5;整形电路5的输出 端连接计数显示器6。
如图2所示，所述的滤波网络限幅电路1和信号放大器2是位置信号通过A端和B 端输入，A端经电阻R1和电感L1串联接到运算放大器IC2的2脚，B端经电阻R2和电 感L2串连后接到运算放大器IC2的3脚，运算放大器IC2的输出端6脚和2脚之间接有 电阻R3与电容C4并联的反饿电路，电源V,通过电阻R5接到运算放大器IC2的6脚，输 出端6脚和5脚之间接有电容C5，电阻R1和电感L1的连接点通过电容C1接地，电阻 R2和电感L2的连点通过电容C2接地，电阻Rl和电感Ll的连接点与电阻R2和电感L2 的连点之间接有反并联的二极管Dl和D2。
所述的鉴幅电路3是运算放大器IC2的输出端6脚通过肪接到IC3的2脚，电源
V。经电阻肪与电阻R9串连后接地，电阻肪与电阻R9的连接点经电阻R7接 运錄放大 器IC3的3脚，电阻R10跨接在运算放大器IC3的3脚和6脚之间，电源Vn经电組Rll 接到运算放大器IC3的6脚，
如上所述的运算放大器IC2、 IC3的型号为LF411A。
所述的声光发生器4是由集成电路IC4的门3 IC4—3和门4 IC4—4组成，其中， IC4-3的11脚与运算放大器IC3的输出堠6脚相连,IC4-3的10脚与IC4-4的9脚相连， IC4-4的输出端8脚经讯响器MD接地，在IC4-4的8脚和9脚之间跨接有电阻R12与变 色发光二极管LED的串联。
所述的整形电路5是由集成电路IC4的门1 IC4一1和门2 IC4—2组成，其中，IC4-1 的1脚与运算放大器IC3的输出端6脚相接，IC4-l的2脚与IC4-2的3脚相接，IC4-2 的输出4脚连接到计数显示器的CP输入端，
如上所述的集成电路IC4一 1、 IC4一2、 IC4—3、 IC4一4均采用型号为TC4584的斯 密特反相器。
所述的基准电源7是由集成电路IC1组成，IC1的1脚接电源VD, 3脚接地，2脚经 电阻R4与电容C3的并联接到运算放大器IC2的3脚，集成电路IC1的型号为MC1403
计数显示器6由二片计数集成电路TC4518、四片译码集成电路TC4511和四片七段 LED数码管组成，采用标准的四位计数显示电路接法。
本实用新型的工作原理是
基准电压^！ IC1为运算放大器IC2组成的反相比例放大器,了静态工作点，位 置信号由端子A和B输入，电感L1、 L2和电容C1、 C2组成的滤波网络提商了对信号的 抗干扰能力，运箅放大器IC2的工作使微安级的位置信号得到了定量放大。
运算放大器IC3对放大后的位置信号鉴幅并作初步整形，将位置信号转换成准方波 信号。斯密特反相器IC4-3、 IC4-4对鉴幅器的输出做进一步的整形，驱动讯响器MD和 变色发光管LED。因此当有位置信号输出时MD会发出声晌，而变色发光管LED则将位置 方波脉冲的高低变成红绿色光的交替闪烁，操作人员对位置信号产生了声和光的感受。 IC4-1和IC4-2对鉴幅器的另一路输出进行整形，然后送去计数并显示计数读数。操作人 员根据读数值的有无，可以判断位置传感器是否正常，如果有读数值，则可以根据读数 值与位置移动量之间的比例关系，推算出位置传感器分辨率的大小。
权利要求1.一种数字式位置信号测试仪，包括有电源VD，其特征是设置有分别与电源VD相连的基准电源(7)、信号放大器(2)、鉴幅电路(3)、整形电路(5)、声光发生器(4)以及计数显示器(6)，其中，信号放大器(2)的输入端连接滤波网络限幅电路(1)，输出端连接鉴幅电路(3)；鉴幅电路(3)的输出端分别连接声光发生器(4)和整形电路(5)；整形电路(5)的输出端连接计数显示器(6)。
2. 根据权利要求1所述的数字式位置信号測试仪，其特征是所述的滤波网络限幅 电路(1)和信号放大器(2)是位置信号通过A端和B端输入，A端经电阻R1和电感 Ll串联接到运算放大器IC2的2脚，B端经电阻R2和电感L2串连后接到运算放大器IC2 的3脚，运算放大器IC2的输出端6脚和2脚之间接有电阻R3与电容C4并联的反馈电 路，电源V。通过电阻R5接到运算放大器IC2的6脚，输出端6脚和5脚之间接有电容 C5,电阻Rl和电感Ll的连接点通过电容Cl接地，电阻R2和电感L2的连点通过电容C2 接地，电阻Rl和电感Ll的连接点与电阻R2和电感L2的连点之间接有反并联的二极管 Dl和D2。
3. 根据权利要求1所述的数字式位置信号瀕试仪，其特征是所述的鉴幅电路(3) 是运算放大器IC2的输出端6脚通过肪接到IC3的2脚，电源Vn经电阻R8与电阻R9 串连后接地，电阻R8与电阻R9的连接点经电阻R7接到运算放大器IC3的3脚，电阻R10 跨接在运算放大器IC3的3脚和6脚之间，电源V。经电阻Rll接到运算放大器IC3的6脚。
4. 根据权利要求1所述的数字式位置信号測试仪，其特征是所述的声光发生器(4) 是由集成电路IC4的门3 IC4—3和门4 IC4—4组成，其中，IC4-3的11脚与运算放大 器IC3的输出端6脚相连，IC4-3的10脚与IC4-4的9脚相连，IC4-4的输出端8脚经 讯响器MD接地，在IC4-4的8脚和9脚之间跨接有电阻R12与变色发光二极管LED的串联。
5. 根据权利要求1所述的数字式位置信号測试仪，其特征是所述的整形电路(5) 是由集成电路IC4的门1IC4-1和门2IC4—2组成，其中，IC4-1的1脚与运算放大器 IC3的输出端6脚相接，IC4-1的2脚与IC4-2的3脚相接，IC4-2的输出4脚连接到计 数显示器的CP输入端。
6. 根据权利要求1所述的数字式位覽信号測试仪，其特征是所述的基准电源(7) 是由集成电路IC1组成，ICl的l脚接电源Vo, 3脚接地，2脚经电阻R4与电容C3的并 联接到运算放大器IC2的3脚。
专利摘要本实用新型公开一种数字式位置信号测试仪。包括有电源V<sub>D</sub>，还设置有分别与电源V<sub>D</sub>相连的基准电源、信号放大器、鉴幅电路、整形电路、声光发生器以及计数显示器，其中，信号放大器的输入端连接滤波网络和限幅电路，输出端连接鉴幅电路；鉴幅电路的输出端分别连接声光发生器和整形电路；整形电路的输出端连接计数显示器。本实用新型采用低噪音信号处理和高速计数器件，特别适用于各种脉冲编码器和光栅尺等位置传感器的信号测试。只要位置传感器发生了位移变化，通过指示灯的红绿交替闪烁和讯响器的发生声，可以知道位置信号的存在，通过数显器可以精确读出位置信号的数值，推算出位置信号数量和位移量之间的比例关系，从而快捷判断出位置传感器是否正常。
文档编号G01D5/26GK201000481SQ20072009510
公开日2008年1月2日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者卢九湘 申请人:天津赛瑞机器设备有限公司