专利名称：一种光电轴角编码器处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电轴角编码器处理系统。
背景技术：
光电轴角编码器是位移控制方面应用最为广泛的角度传感器，是一种集光、机、电一体的数字测角装置，它采用光电技术将轴角信息转换成数字代码，与计算机和显示装置连接后可实现动态测量和实施控制和光电轴角编码器包括光学技术、精密加工技术、电子处理技术和计算机技术，它被广泛地应用于各种经纬仪、天文望远镜的主轴控制、高精度计算机数字控制系统及各种环境温度较宽的角度测量仪器中。在光电轴角编码器处理电路中，硬件设计至关重要，直接影响整个系统的分辨率和精度、系统的运行时间、采样/保持电路的数目、编码器的性价比。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种光电轴角编码器处理系统。该光电轴角编码器处理系统结构简单，设计合理，使用效果好，便于推广使用。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种光电轴角编码器处理系统，该光电轴角编码器包括光电轴角信息变换系统和光电轴角信息处理系统，其特征在于:所述光电轴角信息变换系统包括照明电路、码盘、读取狭缝和光敏元件，所述照明电路采用白炽灯作为光源，所述码盘上设置有23条同心圆码道且分成粗码、次精码和精码三个部分，所述读取狭缝包括用于码盘上粗码部分的单狭缝和用于码盘上精码部分的多狭缝，所述光敏元件采用光电二极管组合器件作为接收器；所述光电轴角信息处理系统包括放大电路、比较鉴幅电路、A/D转换电路、微控制器处理系统、输入接口电路、电调零电路、通讯接口电路和LED显示电路，所述放大电路与光敏元件相接，所述A/D转换电路和比较鉴幅电路均与放大电路相接，所述A/D转换电路与微控制器处理系统的输入端相接，所述比较鉴幅电路通过输入接口电路与微控制器处理系统的输入端相接，所述电调零电路与微控制器处理系统的输入端相接，所述LED显示电路和通讯接口电路均与微控制器处理系统的输出端相接。上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述放大电路采用LM124精密运算放大器放大信号。上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述A/D转换电路采用12位A/D转换器AD7864-1芯片。上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述比较鉴幅电路采用LM139芯片。上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述输入接口电路采用地址锁存器54HC573芯片。
上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述微控制器处理系统采用80C196KC单片机。上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述通讯接口电路采用RS422串行接口电路。上述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述LED显示电路采用带背光的字符型液晶显示器GXM0802BSL。本实用新型与现有技术相比具有以下优点:1.在编码器精码处理电路中，采用AD7864转换器，简化了 A / D转换电路的硬件空间，提高了系统的稳定性和可靠性。2.在编码器信号处理电路中，采用了高速单片机80C196KC进行运算、控制，提高了系统工作的实时性。3.粗码道光强自动补偿电路的设计，提高了系统长期使用的稳定性。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的系统结构示意图。附图标记说明:I—照明电路；2—码盘;3—读取缝隙；4一光敏元件·；6—放大电路；7—A/D转换电路；8一比较鉴幅电路；9一输入接口电路；10—微控制器处理系统；11—电调零电路；12—通讯接口电路；13—LED显不电路。
具体实施方式
如图1所示的一种光电轴角编码器处理系统，该光电轴角编码器包括光电轴角信息变换系统和光电轴角信息处理系统，所述光电轴角信息变换系统包括照明电路1、码盘
2、读取狭缝3和光敏元件4，所述照明电路采用6V、15钨丝白炽灯作为光源，所述码盘2上设置有23条同心圆码道且分成粗码、次精码和精码三个部分，所述读取狭缝3包括用于码盘2上粗码部分的单狭缝和用于码盘2上精码部分的多狭缝，所述光敏元件4采用光电二极管组合器件作为接收器；所述光电轴角信息处理系统包括放大电路6、比较鉴幅电路8、A/D转换电路7、微控制器处理系统10、输入接口电路9、电调零电路11、通讯接口电路12和LED显示电路13，所述放大电路6与光敏元件4相接，所述A/D转换电路7和比较鉴幅电路8均与放大电路6相接，所述A/D转换电路7与微控制器处理系统10的输入端相接，所述比较鉴幅电路8通过输入接口电路9与微控制器处理系统10的输入端相接，所述电调零电路11和通讯接口电路12均与微控制器处理系统10的输入端相接，所述LED显示电路13与微控制器处理系统10的输出端相接。本实施例中，优选的做法是，所述放大电路6采用LM124精密运算放大器放大信号。所述A/D转换电路7采用12位A/D转换器AD7864-1芯片。所述比较鉴幅电路8采用LMl39芯片。所述输入接口电路9采用地址锁存器54HC573芯片。所述微控制器处理系统10采用80C196KC单片机。所述通讯接口电路12采用RS422串行接口电路。所述LED显示电路13采用带背光的字符型液晶显示器GXM0802BSL。[0025]本实用新型的工作过程是:采用白炽灯光源照明、码盘2和3个读数头(2个精读数头、I个粗读数头)，光敏元件4分别收集透过码盘2和读数狭缝3的光，并转换成电信号送入各自对应的放大器，粗码道和两路次精码道的光电信号被放大后经比较鉴幅电路8和输入接口电路9，送入微控制器处理系统10，两路精码道的光电信号被放大后送入A/D转换电路7，将模拟量转换成数字量输给微控制器处理系统10，微控制器处理系统10对采集到的数据进行细分运算、校正处理，形成24位绝对式光电轴角编码器的总角度代码。单片机通过RS422串行接口电路和LED显示电路13两部分电路分别实时输出和显示编码器角度值。采用差分放大器0P37，16位控制器80C196KC及12位模/数转换器AD7864-1.从精I码道对应的光敏元件送出的4路信号Cl-0，Cl-180, Cl-90, C1-270和从精3码道对应的光敏元件送出的4路信号.C3-0, C3-180, C3-90, C3-270共8路信号。相位分别差180°的正弦光电流经0P37差分放大后得到相位差90°正弦电压信号。差分放大后抑制了偶次谐波和共模量的影响，使信号质量得到改善，经放大电路6放大后送出的4路信号，ASIN α，ACOSa ,ASINa ' , ACOS a '送入A/D转换器AD7864。在外系统采样信号到来时，由微控制器处理系统10发出控制信号，使A/D转换器内部4路采样/保持电路(S/Η)同时进行采样，并保持所采样的ASIN a，ACOS a，ASIN a ’，ACOS a ’的瞬时值，经过4次A/D转换，把4路信号在采样时刻的瞬时值变为数字量输入微控制器处理系统80C196KC进行数据处理。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技 术方案的保护范围内。
权利要求1.一种光电轴角编码器处理系统，该光电轴角编码器包括光电轴角信息变换系统和光电轴角信息处理系统，其特征在于:所述光电轴角信息变换系统包括照明电路(I)、码盘(2)、读取狭缝(3)和光敏元件(4)，所述照明电路采用白炽灯作为光源，所述码盘(2)上设置有23条同心圆码道且分成粗码、次精码和精码三个部分，所述读取狭缝(3)包括用于码盘(2)上粗码部分的单狭缝和用于码盘(2)上精码部分的多狭缝，所述光敏元件(4)采用光电二极管组合器件作为接收器；所述光电轴角信息处理系统包括放大电路(6)、比较鉴幅电路(8 )、A/D转换电路(7 )、微控制器处理系统(10 )、输入接口电路(9 )、电调零电路(11)、通讯接口电路(12 )和LED显示电路(13 )，所述放大电路(6 )与光敏元件(4)相接，所述A/D转换电路(7)和比较鉴幅电路(8)均与放大电路(6)相接，所述A/D转换电路(7)与微控制器处理系统(10)的输入端相接，所述比较鉴幅电路(8)通过输入接口电路(9)与微控制器处理系统(10)的输入端相接，所述电调零电路(11)与微控制器处理系统(10)的输入端相接，所述LED显示电路(13)和通讯接口电路(12)均与微控制器处理系统(10)的输出端相接。
2.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述放大电路(6)采用LMl24精密运算放大器放大信号。
3.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述A/D转换电路(7)采用12位A/D 转换器AD7864-1芯片。
4.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述比较鉴幅电路(8)采用LM139芯片。
5.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述输入接口电路(9)采用地址锁存器54HC573芯片。
6.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述微控制器处理系统(10)采用80C196KC单片机。
7.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述通讯接口电路(12)采用RS422串行接口电路。
8.根据权利要求1所述的一种光电轴角编码器处理系统，其特征在于:所述LED显示电路(13)采用带背光的字符型液晶显示器GXM0802BSL。
专利摘要本实用新型公开了一种光电轴角编码器处理系统，该光电轴角编码器包括光电轴角信息变换系统和光电轴角信息处理系统；光电轴角信息处理系统包括放大电路、比较鉴幅电路、A/D转换电路、微控制器处理系统、输入接口电路、电调零电路、通讯接口电路和LED显示电路，放大电路与光敏元件相接，A/D转换电路和比较鉴幅电路均与放大电路相接，A/D转换电路与微控制器处理系统的输入端相接，比较鉴幅电路通过输入接口电路与微控制器处理系统的输入端相接，电调零电路与微控制器处理系统的输入端相接，LED显示电路和通讯接口电路均与微控制器处理系统的输出端相接。该光电轴角编码器处理系统结构简单，设计合理，使用效果好。
文档编号G01D5/347GK203148449SQ20122063033
公开日2013年8月21日 申请日期2012年11月25日 优先权日2012年11月25日
发明者鱼俊 申请人:陕西亚泰电器科技有限公司