基于光柵傳感器位移測量的軟、硬件設(shè)計

1　硬件電路

本設(shè)計的硬件電路主要由單片機89C51、計數(shù)器8253、細分與辨向電路、信號變換電路和光柵位移傳感器組成。如圖1所示。

1．1　光柵位移傳感器

光柵位移傳感器包括以下幾部分：光柵；光柵光學(xué)組成。光柵光學(xué)系統(tǒng)的作用是形成莫爾條紋；光電接受系統(tǒng)。光電接受系統(tǒng)是由光敏元件組成，他將莫爾條紋的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，本系統(tǒng)采用的光敏元件是4個硅光電池。
 
1．2　信號

信號變換就是將由光敏元件輸出的正弦電信號轉(zhuǎn)換成方波信號。本文中采用的比較器LM339，來自光柵的莫爾條紋照到光敏元件硅光電池上，他們所輸出的電信號加到LM339的2個比較器的正輸入端上，而在這2個比較器的負輸入端分別預(yù)制一定的參考電壓，該參考電壓應(yīng)使光柵輸出的方波的高、低電平寬度一樣。

1．3　細分與辨向電路

1．3．1　細分電路

為記錄光柵上移過的條紋數(shù)目和判斷光柵的移動率等，傳感器中采用4極硅光電池來接收莫爾條紋信號。調(diào)整莫爾條紋的寬度B，使他正好與4個硅光電池的寬度相同。則可直接獲得在相位上依次相差90