【正文】 確接地的目的在于消除公共地線阻抗耦合干擾，以避免受磁場和電位差的影響，即不使其形成地電流環(huán)路。這種干擾一般不太嚴重,只要與干擾源保持一定距離或采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧?如加屏蔽罩,屏蔽線),基本上可以解決。長線信號傳輸所遇到的干擾有：；。2．來自地線的干擾。本文電子電路的直流電源是由交流電網(wǎng)經(jīng)濾波、穩(wěn)壓后提供給測控系統(tǒng)的。對于本文研制的量儀應(yīng)該用于工業(yè)現(xiàn)場，干擾是不可避免的，也不可能為了測量電路的可靠運行而去清除干擾源。當(dāng)系統(tǒng)步進電機給進一個步距以后，凸輪步進電機帶動凸輪旋轉(zhuǎn)180度，使測量頭接觸被測絲杠，測量結(jié)束后，凸輪步進電機再旋轉(zhuǎn)180度，電感位移傳感器測量頭被頂起，系統(tǒng)步進電機繼續(xù)給進，以此循環(huán)。這樣，我們就需要找到一種辦法來解決自鎖問題。該驅(qū)動電路采用單電壓驅(qū)動方式，先對8255A初始化，然后依次向PC0口至PC2口發(fā)脈沖信號，當(dāng)PA為高電平時，該路D560導(dǎo)通，電機繞組被勵磁；為低電平時，光隔TLP5214導(dǎo)通，這時，D560截止，步進電機停止給進。表41步進電機脈沖分配圖PA2PA1PA0通電相控制數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)方向CBA1 10A0EH正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)100AB0CH101B0DH001BC09H011 C0BH010CA0AH從計算機輸出口輸出的脈沖電流一般只在幾個毫安，不能直接驅(qū)動步進電機，必須采用功率放大電路，將脈沖電流進行放大，使其增大到幾至十幾安培，從而驅(qū)動步進電機運轉(zhuǎn)。計算機通過8255A的輸出口在正轉(zhuǎn)時依次送出相關(guān)數(shù)據(jù)從而達到了驅(qū)動步進電機的目的。只要控制微機發(fā)出的電脈沖的數(shù)量和頻率就可以精確控制步進電機的轉(zhuǎn)角和速度。步進電機的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓波動、電流的大小與波形的變化、溫度的變化）的影響。步進電機是一種將脈沖轉(zhuǎn)換成機械角位移的執(zhí)行元件。電感位移傳感器模擬量輸出范圍5V到+5V，而TCL7135模擬量的輸入范圍為2V到+2V，為了使傳感器電路與轉(zhuǎn)換電路相匹配，電感位移傳感器輸出量經(jīng)過反向放大電路轉(zhuǎn)換成TLC7135能接受的電壓量才能進行滿量程轉(zhuǎn)換，電壓轉(zhuǎn)換公式為： （33）這里的VOUT就是式（32）中的Vi， VIN為傳感器的輸出電壓。圖中單片機的P10口用于啟動A/D芯片的采樣，P16則用于接收A/D芯片采樣電壓的極性。利用單片機內(nèi)部的計數(shù)器對TLC7135的時鐘脈沖計數(shù)，利用“Busy”作為計數(shù)器門控制信號，計數(shù)器以方式“1”工作，定時器控制位置為“1”，這時計數(shù)器只能在“Busy”為高電平時計數(shù)，將這段“Busy”高電平時間內(nèi)計數(shù)器數(shù)值減去10000，其余數(shù)便是等于被測電壓的數(shù)值，POL端口是輸入電壓極性位，“1”為正電壓，“0”為負電壓。被測工件可能存在表面質(zhì)量問題，所獲得的采樣值可能發(fā)生突變，影響數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確率，本文采用中值濾波技術(shù)以克服這些尖點的突變影響，中值濾波對于緩慢變化的信號中由于偶然因素引起的脈沖干擾具有良好的抑制作用。額定信號輸出177。電感傳感器本身是互感系數(shù)可變的變壓器，當(dāng)一次測線圈接入激勵電源以后，二次線圈就將感應(yīng)產(chǎn)生的電壓輸出。本課題中，縱向位移傳感器用來測量輪廓點的縱向相對坐標(biāo)，以進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。+5V0V90176。本論文中采用的是北京中科恒業(yè)中自技術(shù)有限公司生產(chǎn)的GS8220系列數(shù)顯表。并可與北京中科恒業(yè)中自技術(shù)有限公司研制開發(fā)的GS8220系列數(shù)顯表（新型）雙坐標(biāo)光柵數(shù)顯表配套使用，組成高精度數(shù)字化測量儀器?，F(xiàn)在生產(chǎn)磁柵的SONY、球柵的NEWALL也將應(yīng)用參數(shù)向光柵靠攏。在本課題中，需要測量的軸向位移范圍根據(jù)使用情況的不同可以從十幾個毫米到300毫米，因此位移傳感器的測量范圍要滿足此要求。另外，由于安裝或制造可能產(chǎn)生誤差，在設(shè)計中也要進行軟、硬件的誤差補償。在現(xiàn)代的電子電氣儀器設(shè)計中，抗干擾設(shè)計成為了極為重要的一環(huán)，抗干擾設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到電子電氣儀器的安全性，使用壽命，使用性能等眾多方面的能力。（3）計算機接口模塊傳感器信號經(jīng)過采集處理之后，要傳入計算機進行數(shù)據(jù)的分析，處理，計算，以得到最后的測量結(jié)果；當(dāng)被測絲杠的測量長度達到要求時，計算機要輸出一個信號，停止伺服電機的轉(zhuǎn)動。具體的傳感器的選擇和信號處理電路的設(shè)計我們將在后面給出。圖28系統(tǒng)電路框圖（1）傳感器數(shù)據(jù)采集及處理模塊傳感器是測量系統(tǒng)中重要的組成部分，是進行測量的直接的功能元件，在本設(shè)計中，傳感器依然起著決定性的作用。夾具示意圖如圖27。圖26系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)簡圖在此系統(tǒng)中，伺服電機用來控制傳動絲杠的旋轉(zhuǎn)，從而控制移動機架帶著被測絲杠移動，移動機架下固定著橫向位移傳感器的移動端，當(dāng)固定機架移動時，橫向位移傳感器也隨之移動，測量出被測絲杠的軸向位移。采用阿貝原則能避免一次誤差，得到較高的測量精度。若只測量了90mm的行程運動系統(tǒng)便停止工作，勢必引起測量數(shù)據(jù)的不足，造成本次測量的失敗。2．系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)方案分析（1）系統(tǒng)中應(yīng)有提供被測絲杠與傳感器運動的裝置，且此裝置的設(shè)計能夠利于控制被測絲杠與傳感器相對運動的距離。1．系統(tǒng)測量方案分析基于以上的敘述，我們初步確定以下的測量方案?，F(xiàn)在應(yīng)該做的，就是由靜態(tài)測量法的啟發(fā)，進而得到一個能夠?qū)z杠牙型上任意的一條母線進行測量的方法。從緒論里我們可以看到，靜態(tài)法雖然效率低，但它有一個明顯的優(yōu)點：就是能測量多條母線的螺旋線行程誤差，這是滾珠絲杠動態(tài)測量儀所不具備的。在緒論中已經(jīng)敘述過，滾珠絲杠的測量可以由靜態(tài)法或者動態(tài)法進行測量，兩種方法的優(yōu)劣性也在上文中做了比較。激光技術(shù)和計算機技術(shù)的應(yīng)用，使動態(tài)測量技術(shù)進一步提高。隨著電子技術(shù)，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，使制造出新一代的絲杠動態(tài)測量儀在技術(shù)上成為了可能。由以上對比可以看出，動態(tài)測量較之傳統(tǒng)的靜態(tài)測量具有測量精度高、重復(fù)性好、效率高、檢測人員勞動強度低[13]，因此，在一些大批量、規(guī)?；z杠系列的生產(chǎn)與安裝調(diào)試場合，動態(tài)測量已基本取代了靜態(tài)測量，成為絲杠檢測的主要手段。測量設(shè)備靜態(tài)測量設(shè)備多用萬能性的設(shè)備，維護方便。測量效率（1)每測量一個數(shù)據(jù)都要讀數(shù)顯微鏡對線一次或幾次，因此測量n場)低。而英制螺紋尺是半英寸一條刻線，只能每半英寸或一英寸測量一個數(shù)據(jù)。70年代以來，很多工廠，學(xué)校和研究機構(gòu)紛紛加入到滾珠絲杠測量儀的研究與制造中來。角位移信號每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生N個角脈沖信號，開始測量時軸向位移信號與角位移脈沖同時到達，當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)過M個角脈沖信號后，即轉(zhuǎn)過M/N轉(zhuǎn)， /N(Ph為導(dǎo)程)，若軸向位移信號脈沖波長為λ，位移信號脈沖應(yīng)有l(wèi)=m .Ph /N/λ個，由于導(dǎo)程誤差的存在，測量頭實際位移的與理論位移不一致，軸向位移實際脈沖個數(shù)為l1，則誤差為e =( l1l)λ。比相法測量時將絲杠轉(zhuǎn)動的圓周基準(zhǔn)信號和軸向直線位移基準(zhǔn)信號分別進行不同的分頻，使兩路信號在系統(tǒng)勻速運行和絲杠誤差為零的條件下成為同頻率信號，將分頻后的兩路信號的時間間隔作為采樣周期，兩信號相位差應(yīng)保持不變，實際相位差對應(yīng)于初始相位差的誤差反映了被測絲杠的導(dǎo)程誤差。圖24相比法測量原理示意圖絲杠動態(tài)測量中運用較多的是比相法。圖23給出了測量絲杠螺旋線誤差的方法示意圖[9]。理論上，絲杠的螺旋線可以用下列關(guān)系式表示: (23)其中，θ為絲杠與螺母之間的相對轉(zhuǎn)角，S為與θ相對應(yīng)的理論軸向位移，P為絲杠的螺距，z為螺旋線頭數(shù)。這種方法的壓線誤差較小，因此測量精度比影像法高。如圖21所示。由于測量方式比較簡單，測量的數(shù)據(jù)量比較少，所以可以用萬能工具顯微鏡等工具進行測量。(4)基面統(tǒng)一原則基面選擇不當(dāng)便會產(chǎn)生測量誤差。其誤差直接影響儀器的測量誤差。儀器的變形受溫度和力的影響。儀器設(shè)計時應(yīng)遵循減少儀器誤差或測量誤差的原則。3．對根據(jù)測量原理和機械結(jié)構(gòu)選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱万?qū)動部件，確定數(shù)據(jù)采集方式，采集電路，驅(qū)動電路，并給出干擾源及抗干擾措施。測量方式采用動態(tài)連續(xù)測量，是為了獲得與滾珠絲杠工作狀態(tài)接近的各種性能數(shù)據(jù)。微處理機或計算機的引入大大提高了測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和運算速度，提高了檢測效率；減少了人工計算，杜絕了人為因素對測量結(jié)果的影響，提高了檢測精度；擴展了測量系統(tǒng)的功能，為以后的全功能測量打下了良好的基礎(chǔ)[4]。經(jīng)過了多年的研究與開發(fā)，形成了一套完整的檢測方法和體系。因此，一臺好的滾珠絲杠測量設(shè)備不但能夠檢驗滾珠絲杠是否合格，而且能夠為后續(xù)的數(shù)控機床的誤差補償提供數(shù)據(jù)資料。 multiple generatrix measurem 目 錄1引 言 1 1 1 32系統(tǒng)方案分析 4 4 4 11 11 11 123系統(tǒng)測量元件與運動元件的選擇 18 18 18 19 224滾珠絲杠測量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 24 24 26 27 28 28 295滾珠絲杠測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計 30 30 31 34結(jié) 論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 36參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37致 謝 39山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科）1引 言滾珠絲杠作為機床主要的傳動、定位裝置，其制造精度決定了機床加工的精度，所以，要提高機床的加工精度，一種辦法是要提高滾珠絲杠的制造精度，另一種辦法就是要準(zhǔn)確的測量出滾珠絲杠各種指標(biāo)的誤差，為機床加工誤差的補償提供可靠的信息，從而達到提高機床加工參數(shù)的目的。但其缺點是成本較高，只能對滾珠絲杠的一條母線進行測量，而不能對絲杠徑向上的多條母線進行綜合的評定。由于制造工藝和制造手段的限制，滾珠絲杠制造精度的提高已經(jīng)變得十分困難，所以，高精度的滾珠絲杠檢測手段就成為了補償數(shù)控機床加工誤差，提高機床加工精度的重要方式。由于使用滾珠作為其傳遞運動的媒介，使得滑動運動變?yōu)闈L動運動，從而大大的減少了摩擦作用，提高的傳動的效率。另外，滾珠絲杠不但能夠作為定位，傳動零件，還可以起到定位的作用。它作為數(shù)控機床運動系統(tǒng)中的傳動，定位部件，其精度的高低往往直接決定著數(shù)控機床的加工精度。而現(xiàn)今國內(nèi)使用的動態(tài)絲杠測量儀多采用單頻、雙頻激光作為長度基準(zhǔn)，圓光柵作為角度基準(zhǔn)，共同作用來測量滾珠絲杠的行程誤差。 raster displacement sensor。另外，制造商在制造滾珠絲杠的過程中，由于制造工藝和制造手段的限制，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不一定都能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而要將不