专利名称：一种多参数检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于检测领域，特别涉及一种用于多轴运动过程中位移、速度、电压和电流等模拟量信号以及归零位、极限位置和错误提示等标志信号的多参数检测装置。
背景技术：
多轴运动装置在光刻机、焊接机器人、纺织机械、IC封装、数控机床等领域的应用越来越广泛。为使这些运动装置的跟踪误差和轮廓误差有效的控制在要求的范围内，闭环控制和补偿算法必不可少。而多轴运动参数的实时检测、计算是构成闭环控制的一个关键环节，其检测精度和检测速度极大地影响闭环控制的效果。同时，多轴运动参数的实时显示，也是多轴运动装置故障显示和故障分析的重要途径。现有的多轴运动检测装置，多数采用与PC机相连，进行运动参数的设定和检测结果的显示，这种方法需要在PC机上运行专用的软件，且体积大，成本高；或者不能进行运动参数的设定和检测结果的显示，仅仅为控制器提供检测数据，这种方法人机交互能力差，不利于故障显示及分析。
实用新型内容本实用新型公开了一种多参数检测装置，目的是在保证实时检测多轴运动参数， 为闭环控制和补偿算法提供检测数据的前提下，能够不依赖于PC机而实时进行运动参数的设定和检测结果的显示，便于故障显示和故障分析，且使检测装置体积小，成本低。本实用新型提供了一种多参数检测装置，包括用来实时采集运动参数，并输出至数据处理电路的信号采集电路；处理信号采集电路的输出，并将处理结果输出至人机交互电路的数据处理电路；用来设定需要监测的运动参数以及显示运动参数实时结果的人机交互电路；信号采集电路、数据处理电路和人机交互电路依次电连接。本实用新型具有如下有益效果1、本实用新型公开的多参数检测装置，能够在保证实时检测多轴运动参数，为闭环控制和补偿算法提供检测数据的前提下，不依赖于PC机而实时进行运动参数的设定和检测结果的显示，便于故障显示和故障分析，提高人机交互性能。该检测装置主处理器采用 TI公司的0MAP_L138双核处理器，包含300M C6748浮点DSP和300M ARM926EJ0其中DSP 内核具有高的数据处理性能，保证了运动参数计算的实时性，ARM内核具有与液晶触摸屏的专用接口，可以提供高的人机交互性能。这种双核处理器结构可使结构紧凑并降低价格。2、本实用新型公开的一种多参数检测装置，也可作为通用的信号采集卡，对电流、 电压信号进行检测。
图1为本实用新型所述的多参数检测装置的整体框图；[0014]图2为本实用新型所述的多参数检测电路中的信号采集电路功能框图；图3为位置、速度检测的功能框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。如图1所示，本实用新型所述的多参数检测装置包括信号采集电路、数据处理电路和人机交互电路。信号采集电路用来将位移、速度、电压和电流等模拟量信号以及归零位、极限位置和错误提示等标志信号转换为数字信号，并提供给数据处理电路做进一步处理。数据处理电路对信号采集电路检测到的电流、位置、速度等信号进行滤波、积分、 微分和增益等处理，提供给控制系统的控制器，为控制环节实时提供检测数据，作为闭环控制和误差补偿的依据。所述控制系统包括检测装置、执行装置和控制器，本实用新型所述的多参数检测装置属于监测装置。人机交互电路可用来实时进行参数的设定，控制某一时刻对哪些轴的哪些运动参数的进行测试，人机交互电路的另一个作用是用来检测结果的显示，便于故障显示和故障分析。其中，信号采集电路由FPGA和外扩AD芯片组成。FPGA强大的并行处理能力保证了各轴参数采集的同步性。数据处理电路采用TI公司的0MAP_L138双核处理器，包含300M ARM^6EJ和300M C6748浮点DSP。DSP内核具有高的数据处理性能，保证了运动参数计算的实时性，ARM内核具有与液晶触摸屏的专用接口，可以保证高的人机交互性能。FPGA和 0MAP_L138之间采用外部存储器扩展总线(EMIFA)通信。人机交互系统采用IXD触摸屏，体积小，操作方便。信号采集电路用采用FPGA为外扩AD芯片提供时序脉冲，完成电压、电流信号的检测，通过对编码器和开关量信号进行判断和计数，完成位置、速度和标志性信号的检测，如图2所示。检测结果通过EMIFA总线送入0MAP_L138做进一步计算。其中电流信号需经I/ V变换电路，转换为范围在士 IOV的电压信号。A/D转换芯片采用ADS8556，可同时采集6路电压信号，16位精度分辨率。编码器产生的正交编码脉冲信号送入到FPGA内部，其处理过程如图3所示，经过4倍频和鉴相模块处理后，送入位置计算模块计算出电机的位移，再在速度计算模块中计算出电机的速度。FPGA时钟频率为50MHz，对编码器的检测采用四分频处理。本实用新型所述的多参数检测装置，人机交互系统采用的是LCD触摸屏，用实时进行运动参数的设定和检测结果的显示，便于故障显示和故障分析，且使检测装置体积小， 成本低。本实用新型不仅局限于上述具体实施方式
，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式
实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。
权利要求1. 一种多参数检测装置，其特征是，该装置包括用来实时采集运动参数，并输出至数据处理电路的信号采集电路；处理信号采集电路的输出，并将处理结果输出至人机交互电路的数据处理电路；用来设定需要监测的运动参数以及显示运动参数实时结果的人机交互电路；信号采集电路、数据处理电路和人机交互电路依次电连接。
专利摘要本实用新型提供了一种多参数检测装置，包括用来实时采集运动参数，并输出至数据处理电路的信号采集电路；处理信号采集电路的输出，并将处理结果输出至人机交互电路的数据处理电路；用来设定需要监测的运动参数以及显示运动参数实时结果的人机交互电路；信号采集电路、数据处理电路和人机交互电路依次电连接。该多参数检测装置，能够在保证实时检测多轴运动参数，为闭环控制和补偿算法提供检测数据的前提下，不依赖于PC机而实时进行运动参数的设定和检测结果的显示，便于故障显示和故障分析，提高人机交互性能。该多参数检测装置，也可作为通用的信号采集卡，对电流、电压信号进行检测。
文档编号G01D21/02GK202119470SQ201120136518
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者刘宇涵, 张代林, 张冈, 杨吉祥, 艾武, 袁楚明, 谢经明, 陈冰, 陈幼平 申请人:华中科技大学