CN108444519A - 一种对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪 - Google Patents

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李林涛
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Abstract

本发明公开了一种对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪,包括信号处理模块，与待测光电编码器连接，用于将光电编码器输出的信号处理为适合检测的信号；接口模块；信号调理模块，与所述接口模块连接，用于对光电编码器输出的不同的编码信号进行整形滤波处理；控制与检测模块，与信号调理模块和接口模块连接，用于对经所述信号调理模块处理后的编码信号和所述接口模块传输的信号进行判别、角速度测量。本发明能对装备的光电轴角编码器输出的性能进行检测，对编码器输出脉冲个数是否正常进行检测，测量出编码器的角速度；对编码器正转、反转两种脉冲信号进行判别；对脉冲信号的幅度进行测量，通过显示模块实时显示检测的波形。

Description

一种对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪
技术领域
本发明涉及武器装备检测的技术领域，具体来说，涉及一种对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪。
背景技术
在装备中使用的光电轴角编码器主要用于检测回转件的回转方向、旋转角度和旋转速度，在该系列装备上应用十分广泛。光电轴角编码器用于产生角度位置信号，把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。在使用过程中，装备中的光电轴角编码器故障率比较高，在进行修理时，又往往无法进行精确的故障定位，无法判断光电轴角编码器的好坏。因此，迫切需要研制一套能准确、迅速故障定位的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，可以有效地降低维修成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能准确、迅速故障定位的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，可以有效地降低维修成本。
本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现：一种对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪,包括信号处理模块，与待测光电编码器连接，用于将光电编码器输出的信号处理为适合检测的信号，包括光电编码器信号处理单元、数据转换单元、数字信号处理单元；
接口模块，与所述信号处理模块连接，用于实现检测仪对不同型号的光电编码器进行检测；
信号调理模块，与所述接口模块连接，用于对光电编码器输出的不同的编码信号进行整形滤波处理，并送至控制与检测模块；
控制与检测模块，与所述信号调理模块和接口模块连接，用于对经所述信号调理模块处理后的编码信号和所述接口模块传输的信号进行判别、角速度测量。
进一步地，所述光电编码器信号处理单元包括数字信号提取电路、转换电路和放大电路；
所述光电编码器信号处理单元用于将光电编码器输出的光信号转化为电信号并对所述电信号进行处理后输出给所述数据转换单元；
所述数据转换单元接收经过所述光电编码器信号处理单元处理的电信号并转换成数字信号；
所述数字信号处理单元接收所述数字信号并转换为检测信号发送至所述接口模块。
优选地，所述信号调理模块包括脉冲化单元和方向判别单元；
所述脉冲化单元与所述方向判别单元连接，用于将光电编码器输出的两路正弦波进行整形处理生成方形波信号；
所述方向判别单元用于对所述方形波信号进行处理，并将得到的计数方波信号和方向信号送入到所述控制与检测模块进行测量。
优选地，所述控制与检测模块包括Arduino Due微控制器，所述Arduino Due微控制器采用型号为Atmel SAM3X8E CPU的微控制器板。
本发明还包括与所述接口模块连接的自检模块，所述自检模块包括一单片机，用于通过单片机产生自检信号，并送到所述控制与检测模块进行脉冲计数，实现检测仪工作性能的判断。
优选地，本发明还包括电源模块，用于对为检测仪供电的电源进行降压稳压处理，给待测光电编码器提供工作电压。
优选地，本发明还包括与所述控制与检测模块连接的显示模块；所述显示模块包括LCD显示屏、LCD控制器、触摸屏、通讯接口和界面处理单元，所述通讯接口用于与外部控制单元连接，实现系统的人机交互界面；所述LCD显示屏用于实时显示所述控制与检测模块的脉冲个数。
由上，本发明的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪能够对装备的光电轴角编码器输出的性能进行检测，对编码器输出脉冲个数是否正常进行检测，测量出编码器的角速度；对编码器正转、反转两种脉冲信号进行判别；对脉冲信号的幅度进行测量，通过显示模块实时显示检测的波形。通过不同的接口模块实现对多种装备的光电轴角编码器的测试，还可以扩展为其他系列装备的轴角编码器进行检测。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明优选实施例的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪的结构框图；
图2是本发明优选实施例的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪的信号调理模块的结构框图；
图3是本发明优选实施例的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪的信号调理模块的电路图；
图4是本发明优选实施例的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪的检测界面图。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。
如图1所示，本发明的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪主要由电池10、电源模块20、接口模块30、自检模块40、信号调理模块50、控制与检测模块60、显示模块70、信号处理模块80组成，其中虚线部分为待测光电编码器，不属于检测仪。
本发明的检测仪采用9V电池10供电，电源模块20对9V电源进行降压稳压处理，为各个模块和待测光电编码器提供工作的5V电压。信号处理模块80与待测光电编码器连接，用于将光电编码器输出的信号处理为适合检测的信号，包括光电编码器信号处理单元81、数据转换单元82、数字信号处理单元83，所述光电编码器信号处理单元81用于将光电编码器输出的光信号转化为电信号并对所述电信号进行处理后输出给所述数据转换单元82，所述光电编码器信号处理单元81包括数字信号提取电路、转换电路和放大电路，其中转换电路将所述光信号转换为电信号，所述数字信号提取电路用于对所述电信号的精码与粗码的提取，所述放大电路对所述精码与粗码放大处理。所述数据转换单元82接收经过所述光电编码器信号处理单元81处理的电信号并转换成数字信号，数据转换单元82包括电压比较器电路与信号波动补偿电路，所述电压比较器电路将所述光电编码器信号处理单元81输出的粗码、精码进行整形转换为数字信号，并结合补偿电路转换为高质量的数字信号，所述信号波动补偿电路对所述数字信号波动的补偿，以弥补因为温度变换、电压变换造成数据的变化；最后数据转换单元82将高质量的数字信号发送至数字信号处理单元83。数字信号处理单元83由FPGA芯片及其外围电路组成，所述数字信号处理单元83接收所述数字信号并转换为检测信号发送至所述接口模块30。
接口模块30与所述信号处理模块80连接，可以现实检测仪对不同型号装备的光电编码器的检测。CLKA和CLKB为经信号处理模块处理后的光电编码器输出的两路相位相差90°的编码信号，信号调理模块50与所述接口模块30连接，用来对这两路信号进行整形滤波等信号处理，最后送至控制与检测模块60。控制与检测模块60与所述信号调理模块50和所述接口模块30连接，用来实现光编码器脉冲个数的计数、幅度的测量、正转、反转两种脉冲信号的判别、角速度的测量，即用于对经所述信号调理模块50处理后的编码信号和所述接口模块30传输的信号进行判别、角速度测量。
如图2所示，信号调理模块50包括脉冲化单元51和方向判别单元52，所述脉冲化单元51与所述方向判别单元52连接，对光电编码器输出的CLKA，CLKB两路正弦波信号进行整形处理，变成方波信号后，送入方向判别单元52进行处理。经方向判别单元52处理后，分别将计数方波信号和方向信号送入控制与检测模块60进行测量，最终送到显示模块70进行显示。信号调理模块50用于检测信号的调理，主要是把待测正弦波信号整形处理，变成方波信号后，送入方向判别单元52进行处理，得到计数方波信号(NUM)和方向信号(DIR)送入控制与检测模块60进行测量。图3为信号调理模块的电路图，其中，GAL20V8是通用阵列逻辑器件，现场可编程器件。它最多可以有20个输入引脚、最多可以有8个输出引脚。它既可以实现组合逻辑的逻辑功能，也可以实现时序逻辑的逻辑功能。
本发明的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪的控制与检测模块60包括意大利最新开发的Arduino Due微控制器，采用型号为Atmel SAM3X8E CPU的微控制器板，其为第一块基于32位ARM核心的arduino.使用32位ARM核心的Due相较于以往的使用8位AVR核心的其他arduino更强大：32位核心在一个时钟能处理32位的数据。微控制器板包括54个数字I/O引脚(其中12路PWM输出)，12个模拟输入通道，2个模拟输出通道(DAC)，IO口总输出电流130mA。3.3V端口输出能力800mA，5V端口输出能力800mA，Flash 512KB(所有空间都可以储存用户程序)，SRAM 96KB(两个部分:64KB and 32KB)，时钟速率84MHz[4-5]。由于arduino due的工作电压为3.3V。IO口可承载电压也为3.3V，所以经过调理电路产生的5V脉冲不能直接处理。本检测仪通过sn74lvc4245芯片把5V的脉冲整形为3.3V的脉冲。
本发明还包括与所述接口模块30连接的自检模块40，所述自检模块40包括一单片机，用于通过单片机产生自检信号，并送到所述控制与检测模块50进行脉冲计数，实现检测仪工作性能的判断。
如图4所示，本发明还包括与所述控制与检测模块60连接的显示模块70，显示模块70采用国产开发的可编程智能LCD(即Programmable Smart LCD，简称PS-LCD)。PS-LCD显示模块包括LCD显示屏、LCD控制器、触摸屏、通讯接口和界面处理单元，界面处理单元和通讯接口形成于一体的智能显示模组，所述通讯接口用于与外部控制单元(如：51单片机、ARM、DSP、PC、PLC、总线设备等)连接，实现系统的人机交互界面；所述LCD显示屏用于实时显示所述控制与检测模块的脉冲个数。PS-LCD的采用JavaScript的脚本语言，JavaScript是因特网上最流行的脚本语言，它存在于全世界所有Web浏览器中，能够增强用户与Web站点和Web应用程序之间的交互。本发明的显示模块70通过脚本编写实时地显示微控制器采集送过来的脉冲个数，并进行判断。用LCD模拟器验证界面效果和通讯过程，重复前面步骤直到满意为止。PS-LCD作为先进的智能人机界面产品，能通过通讯接口轻松灵活地与外部控制单元实现数据交互。目前，PS-LCD支持两种通讯协议：CTP(Cooky Talking Protocol)协议和用户自定义(UserDefine)协议。本发明的检测仪采用的第一种通信协议CTP协议。在CTP通讯模式下，PS-LCD在收到通讯命令后，会立刻执行，结束后会向主控制器返回结果。由于PS-LCD的串口通信协议跟微控制器Arduino Due的通信协议不一致，在通信过程中要进行转换和控制。为了取消PS-LCD命令执行结果的自动回复消息，在CTP通讯模式下，通过调用ctpSet(“reply”,0)函数取消PS-LCD的自动回复。PS-LCD同时通过通讯协议产生的串口信号来控制微控制器的工作，真正实现人机互动的效果。生成界面输出文件spf，然后将spf文件通过PS-LCD专用软件工具Flex下载到PS-LCD验证最终界面效果。
本发明根据所要测试的光电编码器，选择不同的型号，不同型号的光电编码器定义不同的发送信号，以1型光电编码器为例，选择按钮的脚本编写子程序如下：
pulse.text＝""；//脉冲显示个数清零//
result.text＝""；//脉冲判断结果清零//
du.text＝""；//角速度显示结果清零//
if(xinghao.currentIndex＝1)//选择第一种型号//
sysCom0.write(0x43)；//向单片机发出C控制字符//
else if(xinghao.currentIndex＝2)//选择第二种型号//
sysCom0.write(0x44)；//向单片机发出C控制字符//
………..
其中sysCom0.write(0x43)为写入串口发送缓冲区，串口向外部发送一字节数据0x43，即是字符‘C’。当Arduino微控板接收到串口送过来的‘C’字符时，即可判断出待测试的光电编码器型号Ⅰ型，启动相对应的程序进行测试。同理当选择第二种型号测试时，Arduino微控板将接收到串口送过来的‘D’字符时，即可判断出待测试的光电编码器型号Ⅱ型，启动相对应的程序进行测试。
综上所述，本发明的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪能够对装备的光电轴角编码器输出的性能进行检测：一、对编码器输出脉冲个数是否正常进行检测，测量出编码器的角速度；二、对编码器正转、反转两种脉冲信号进行判别；三、对脉冲信号的幅度进行测量。四、通过显示模块实时显示检测的波形。五、通过不同的接口模块实现对多种装备的光电轴角编码器的测试，还可以扩展为其他系列装备的轴角编码器进行检测。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪,其特征在于，包括：
信号处理模块，与待测光电编码器连接，用于将光电编码器输出的信号处理为适合检测的信号，包括光电编码器信号处理单元、数据转换单元、数字信号处理单元；
接口模块，与所述信号处理模块连接，用于实现检测仪对不同型号的光电编码器进行检测；
信号调理模块，与所述接口模块连接，用于对光电编码器输出的不同的编码信号进行整形滤波处理，并送至控制与检测模块；
控制与检测模块，与所述信号调理模块和接口模块连接，用于对经所述信号调理模块处理后的编码信号和所述接口模块传输的信号进行判别、角速度测量。
2.根据权利要求1所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，所述光电编码器信号处理单元包括数字信号提取电路、转换电路和放大电路；
所述光电编码器信号处理单元用于将光电编码器输出的光信号转化为电信号并对所述电信号进行处理后输出给所述数据转换单元；
所述数据转换单元接收经过所述光电编码器信号处理单元处理的电信号并转换成数字信号；
所述数字信号处理单元接收所述数字信号并转换为检测信号发送至所述接口模块。
3.根据权利要求1所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，所述信号调理模块包括脉冲化单元和方向判别单元；
所述脉冲化单元与所述方向判别单元连接，用于将光电编码器输出的两路正弦波进行整形处理生成方形波信号；
所述方向判别单元用于对所述方形波信号进行处理，并将得到的计数方波信号和方向信号送入到所述控制与检测模块进行测量。
4.根据权利要求1所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，所述控制与检测模块包括Arduino Due微控制器。
5.根据权利要求4所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，所述Arduino Due微控制器采用型号为Atmel SAM3X8E CPU的微控制器板。
6.根据权利要求1所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，还包括与所述接口模块连接的自检模块，所述自检模块包括一单片机，用于通过单片机产生自检信号，并送到所述控制与检测模块进行脉冲计数，实现检测仪工作性能的判断。
7.根据权利要求1所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，还包括电源模块，用于对为检测仪供电的电源进行降压稳压处理，给待测光电编码器提供工作电压。
8.根据权利要求1所述的对装备中的光电轴角编码器进行检测的检测仪，其特征在于，还包括与所述控制与检测模块连接的显示模块；
所述显示模块包括LCD显示屏、LCD控制器、触摸屏、通讯接口和界面处理单元，所述通讯接口用于与外部控制单元连接，实现系统的人机交互界面；所述LCD显示屏用于实时显示所述控制与检测模块的脉冲个数。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109297695A (zh) * 2018-10-15 2019-02-01 中国人民解放军陆军工程大学 一种随动装置检测仪
CN109323716A (zh) * 2018-11-01 2019-02-12 上海开通数控有限公司 伺服驱动系统串行绝对式编码器检测调试装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103675680A (zh) * 2013-12-18 2014-03-26 南车株洲电机有限公司 一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法
CN204027519U (zh) * 2014-03-14 2014-12-17 上海宇航系统工程研究所 光电编码器位置测试仪
CN105628078A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 陕西高华知本化工科技有限公司 光电编码器检测仪
CN208109153U (zh) * 2018-05-03 2018-11-16 中国人民解放军陆军工程大学 一种光电轴角编码器检测仪

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103675680A (zh) * 2013-12-18 2014-03-26 南车株洲电机有限公司 一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法
CN204027519U (zh) * 2014-03-14 2014-12-17 上海宇航系统工程研究所 光电编码器位置测试仪
CN105628078A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 陕西高华知本化工科技有限公司 光电编码器检测仪
CN208109153U (zh) * 2018-05-03 2018-11-16 中国人民解放军陆军工程大学 一种光电轴角编码器检测仪

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109297695A (zh) * 2018-10-15 2019-02-01 中国人民解放军陆军工程大学 一种随动装置检测仪
CN109297695B (zh) * 2018-10-15 2020-08-04 中国人民解放军陆军工程大学 一种随动装置检测仪
CN109323716A (zh) * 2018-11-01 2019-02-12 上海开通数控有限公司 伺服驱动系统串行绝对式编码器检测调试装置
CN109323716B (zh) * 2018-11-01 2023-12-29 上海电气集团自动化工程有限公司 伺服驱动系统串行绝对式编码器检测调试装置

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