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0 L/ O$ l+ d: ?# f1 S3 ^7 Y. N摘要
; l h$ z4 j# D- l0 z转矩的测量对各种机械产品的研究开发、测试分析、质量检验、安全和优化控制等工作有重要的意义。现有的转矩传感器- -般结构复杂, 制造安装困难。本文介绍了一种结构简单,测量精度高的新型转矩传感器一基于 FPGA和单片机的光栅转矩传感器。9 u2 E; m( L. u. T1 F, p$ N: Q$ E
. E, H) w/ `3 G+ o5 p/ ~" M本文主要工作包括:5 u. p2 |: W1 G* z. G( i5 D) E
1、介绍了当前转矩传感器的发展现状,分析了各种类型转矩传感器的特点和存在的不足。
" K! K5 }+ ~+ C: r5 x- m' v2、介绍了光栅转矩传感器的工作原理,将光栅输出的光电信号转换成矩形波信号,通过分析旋转轴的各种运动对光电输出信号的影响,得知两路矩形波信号的相位与扭转角的关系,从而得到系统测量方案,并推导出具体的测量计算公式。- c* s: t' e. `; F
3、构建了系统实验平台,主要由被测量主轴、光栅对机构、光电装置座三个部分构成。$ J- i, w( x: w: i, Q
4、基于现场可编程门阵列(FPGA)和单片机,完成系统硬件电路及软件设计。' {# a( g& t v- f1 e9 s4 ~
5、根据动态测量数据的时变性、随机性、相关性和动态性等,研究了动态测量数据的处理方法。: D2 y/ s9 c0 V, ]. h' R. _% R' V
6、对系统调试和实验。采取先对各个单元模块独立调试与实验的方法,对每个单元电路的性能进行分析处理,然后进行联合调试与实验,并对传感器进行标定。3 k$ X. v% A/ m: U! y# l7 y
7、对系统误差进行分析,并提出了改进措施。9 A6 T! ]0 c4 |( ~- N2 {
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关键词:光栅转矩传感器,相位差,FPGA, 单片机
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