[发明专利]一种球栅转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种球栅传感器，尤其是涉及一种能连接数控系统、伺服系统的球栅转换器。

背景技术

球栅传感器时目前国际上最新一代直线位移传感器，适用于各种机床的加工测量。球栅传感器原产为英国，它是利用导磁介质量的变化实现电磁/磁电转换，其结构包括有传感器读数头和球栅数显表。目前普通的球栅传感器输出的为调相模拟信号，无法与PLC、数控系统、伺服系统、以及计算机等设备直接连接，这样就无法为进一步的位移检测、工业控制、全闭环控制等应用提供支持。

发明内容

本发明主要是解决现有球栅传感器无法与PLC、数控系统、伺服系统、计算机等直接连接，不能进一步为位移检测、工业控制、全闭环控制等应用提供支持的问题，提供了一种能连接数控系统、伺服系统的球栅转换器。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种球栅转换器包括有位移处理单元和将位移信号转换成差分或单端信号的转换电路，所述转换电路包括差分信号转换单元和单端信号转换单元，位移处理单元设置有QEI端口，位移处理单元通过QEI端口分别与差分信号转换单元和单端信号转换单元连接，位移处理单元通过球栅信号控制检测电路连接在球栅传感器读头上。本发明能够将球栅传感器的信号通过转换电路转换成差分信号和单端信号输出，实现了将普通球栅传感器与PLC、数控系统、私服系统等设备的连接，为进一步的位移检测、工业控制、全闭环控制等应用提供了支持。该位移处理单元发送信号控制传感器读头工作，同时接受传感器读头检测的信号，并通过数字鉴相、数字滤波等运算后得到相应的位移信号，位移处理单元再将位移信号转换成QEI端口对应的信号后传送给差分信号转换单元和单端信号转换单元，通过转换差分信号转换单元和单端信号转换单元分别转换成需要的差分信号和单端信号，实现了与多种设备连接的效果。

作为一种优选方案，所述差分信号转换单元包括有差分信号转换电路和差分信号输出连接端口，该差分信号转换电路包括一差分信号转换芯片，该芯片采用MC3487芯片，差分信号转换芯片包括有三个与QEI端口连接的信号输入端A、信号输入端B、信号输入端R，以及与6个差分信号输出端，分别为差分信号输出端A+、差分信号输出端A-、差分信号输出端B+、差分信号输出端B-、差分信号输出端R+、差分信号输出端R-，信号输入端A对应差分信号输出端A+、差分信号输出端A-，信号输入端B对应差分信号输出端B+、差分信号输出端B-，信号输入端R对应差分信号输出端R+、差分信号输出端R-，6各差分信号输出端都连接至信号差分信号输出连接端口上。位移处理单元通过QEI端口将位移信息传送给差分信号转换单元，差分信号转换单元将位移处理单元QEI端口的A、B、R信号转换成RS-422差分信号，A对应A+、A-，B对应B+、B-，R对应R+、R-，RS-422差分信号输出，用于连接带有差分输入功能的设备，如西门子的8400D、828等数控系统、雷赛智能的DMC2210运动控制卡。

作为一种优选方案，所述单端信号转换单元包括单端信号转换电路和单端信号输出连接端口，单端信号转换电路包括三个三极管，每个三极管的基极通过连接电阻后与位移处理单元的QEI端口连接，发射极接地，集电极通过连接保险丝后作为一个单端信号输出端，三个三极管分别连接QEI端口，并形成三个单端信号输出端，三个单端信号输出端都连接至单端信号输出连接端口。位移处理单元通过QEI端口将位移信息传送给单端信号转换单元，单端信号转换单元将位移处理单元QEI端口的A、B、R信号转换成集电极开路（OC）输出的A、B、R信号，实现宽范围的电平输出DC3-24V和驱动能力。集电极开路单端信号输出用于接无差分信号输入的设备，如台达DVP16EH00T3型的PLC等。

作为一种优选方案，所述球栅信号控制检测电路包括有正弦产生单元、激励信号驱动单元、信号处理单元，位移处理单元与正弦产生单元连接，正弦产生单元与激励信号驱动单元连接，激励信号单元连接到传感器读头输入端上，传感器读头输出端通过连接信号处理单元连接到位移处理单元上。位移处理单元产生激励信号所需的1KHz正弦信号和125KHz的clk信号，经过正弦产生单元变换成1KHz的正弦波信号，再经过激励信号驱动单元后发送给球栅传感器读头的激励端。传感器读头工作后输出一个与激励信号同频的调相信号，该信号通过信号处理单元转换为MCU能够接受的数字信号。