[发明专利]用于精密计量的时栅式数控分度转台

权利要求书

1.一种用于精密计量的时栅式数控分度转台，能够在0-360度的角度范围内任意位置实现精确定位，所述时栅式数控分度转台包括基于单片机的步进电机数控系统、步进电机、精密机械转台、时栅角度位移传感器，其特征在于：

所述数控分度转台由相对独立的数控箱和机械部件两部分组成，数控箱中包括基于单片机的步进电机数控系统和时栅角度位移传感器电路部分、时栅角度位移传感器电源部分；机械部件包括精密机械转台、步进电机和时栅角度位移传感器机械部分；

所述基于单片机的步进电机数控系统包括单片机、电源电路、复位电路、步进电机驱动电路、步进电机细分电路、串口电路、键盘电路和显示电路；

所述电源电路通过单片机电源引脚给单片机供电；复位电路通过单片机复位引脚和单片机相连，用于对单片机复位；步进电机驱动电路通过脉冲宽度调制引脚和单片机相连，接收单片机发出的脉冲信息；步进电机细分电路和步进电机驱动电路相连，用于脉冲细分；键盘电路通过接口电路连接到单片机，用于输入指令；显示电路通过接口电路连接到单片机，用于显示键盘电路输入的指令和当前时栅位角度移传感器检测到的角度值；

所述时栅角度位移传感器机械部分包括定子绕组、动测头和定测头，所述动测头包括动测头骨架和缠绕在动测头骨架上的动测头感应线圈，所述定测头包括定测头骨架与缠绕在定测头骨架上的定测头感应线圈，所述定测头与定子绕组位置相对固定，固定在所述机械转台的静止部分，所述动测头和所述机械转台的转动部分刚性联结，随机械转台的转动而转动；

所述时栅角度位移传感器电源为所述定子绕组提供三相交流电源，并产生交流旋转磁场，所述动测头感应线圈的信号输出端和所述定测头感应线圈的信号输出端分别连接到所述时栅角度位移传感器电路的输入端；

步进电机根据通过所述步进电机数控系统发出的转向和转动角度信息，带动所述机减转台发生转动到指定角度，当产生角度位移时，动、定测头上的感应线圈在定子绕组产生的旋转磁场中感应出两路频率相同但初相位不同的信号，定测头感应线圈的信号的初相位不发生变化，动测头感应线圈的信号的初相位随转台的转动而变化；时栅角度位移传感器电路将两路信号的相位差转换成角度位移量，并通过串口电路输入所述数控系统作为角度反馈信息，形成闭环控制，控制转台按照指定转向精确定位至指定角度。

2.根据权利要求1所述的时栅式数控分度转台，其特征在于：所述时栅角度位移传感器电源采用三相调频电源，先将交流电转换成直流电，然后通过移相电路输出三相交流电，电源的频率可以调整，三相交流电每两相之间的相位差能够精确控制。

3.根据权利要求1所述的时栅式数控分度转台，其特征在于：所述转台能够转动的最小角度由步进电机细分电路的细分倍数、步进电机的步距角和机械转台蜗轮副的传动比决定，能够达到小于百分之一角秒的角度。

4.根据权利要求1所述的时栅式数控分度转台，其特征在于：键盘电路用于输入包含分度转台的转向和转动角度信息指令、控制所述数控系统的开关；显示电路用于显示所述信息指令、时栅角度位移传感器的实时角度值、步进电机的当前工作状况。

5.根据权利要求1所述的时栅式数控分度转台，其特征在于：所述时栅角度位移传感器电路部分包括两个滤波电路，两个放大电路、一个高频时钟和一个比相电路，两个滤波电路的两个输入端分别与时栅角度位移传感器的动测头信号和定测头信号相连，信号经滤波后，由放大电路进行放大，然后由比相电路对两路信号的相位进行比较，相位差等于角位移量，比相电路输出的角度信号通过串口电路输入数控系统单片机。