基于小波变换与LabVIEW的时栅信号采集分析系统设计

针对时栅信号处理系统存在软件编程复杂、系统研发周期长等问题,搭建了一套基于LabVIEW虚拟仪器平台的时栅信号采集分析系统,通过模块化建模,将信号采集、数据处理、结果显示与保存集成于同一个上位机程序中,由硬件触发方式实现定点采样,并使用小波变换进行降噪处理,以消除原始信号的零位偏移现象。以72对极的磁场式时栅为测试对象,进行了验证工作,结果表明该系统可以在实验转台的转速为8 r/min时实现将整周误差峰峰值降为3.43″的传感器输出采样。

基于d-q变换的时栅位移传感器补偿算法研究

时栅位移传感器是一种新型的栅式位移传感器,它不依赖于空间等分性,通过对时间脉冲进行计数而间接实现位移测量,从而达到高精度测量。介绍了传感器信号变形的原因,将非理想信号分为幅度不均、相位偏移、谐波叠加、波形变形四大类;针对幅度不均的情况,将电机学中的d-q变换引入误差分析,推导出其对寄生式时栅位移传感的误差影响;同时在d-q变换原理的视角下重新审视了时栅传感器的测量过程。提出了一种基于变换空间下的误差补偿算法,d轴的差分项与q轴误差项变化趋势一致,利用变化规律对测量误差进行实时修正。在安装有寄生式时栅位移传感器的实验台上进行了实验并获取到不同情况下的误差曲线,实验结果表明,该补偿算法可以消除幅度不均带来的二次误差,误差压制量达到90%。这种算法完全利用信号本身的特性,无需复杂的运算,将误差部分进行了补偿达到了比较理想的效果,对于寄生式时栅位移传感器的实际应用具有重要意义。

寄生式时栅角位移传感器的新型动态解算系统

为了将时栅角位移传感器应用于运动控制场合,设计了一套新型的测角解算系统。相比传统测角解算系统,该系统不仅实现了时栅角位移传感器的动态测量,而且降低了系统成本,有利于传感器高集成度、低成本设计。首先利用优化的坐标旋转数字计算方法(CORDIC)进行角度粗解算,然后利用三角函数在0附近微区间内呈现线性特性实现了高分辨率的误差线性补偿,完成角度的精解算。减少迭代次数的同时达到了较高的输出精度,实时性高。最后讨论算法本身带来的测量误差,同时,对整个系统的误差进行了溯源。以寄生式时栅角位移传感器为载体,通过调整了传感器的激励输入和利用高速AD的过采样技术,实现了基于寄生式时栅角位移传感器的整个解算系统的设计,同时搭建了测试实验平台,实验结果表明,在传感器输出信号较理想情况下,且允许的速度范围内,系统测量误差小于10″,可以满足动态测量场合下时栅角位移传感器的应用。

基于OPC与ARM的MTX数控滚齿机蜗杆位置检测系统

为了解决目前数控滚齿机蜗杆位置检测的方法非智能化、精度差的问题,设计了一套基于OPC与ARM的MTX数控滚齿机蜗杆位置检测系统,采用OPC定时通讯与ARM的ADC+TIM+DMA模式的双定时同步采集方式,基于时间戳对传感器与蜗杆轴坐标的采集数据进行匹配,通过中值滤波降噪后计算得到蜗杆特征位置对应的坐标值。经实验验证,该系统应用于MTX数控滚齿机上可实时获取蜗杆坐标值,并计算出蜗杆的特征位置,避免了坐标系转换的复杂计算,节约了大量时间成本。