[发明专利]一种多光栅数据的同步采集方法及系统

说明书

本发明公开了一种多光栅数据的同步采集方法及系统，包括以下步骤：同时给各光栅数据采集模块提供时钟信号；以设定时间间隔向各光栅数据采集模块发送同步指令；各光栅数据采集模块根据同步指令同时锁存相应光栅在此刻的数据信息，进行数据采集；光栅数据采集模块将各自锁存的数据信息同步传递至控制模块；控制模块对同一时刻接收到的数据信息进行整理后传送至上位机。采用本发明同步采集方法，既能保证各光栅独立工作互不影响，又能保证数据采集的同步性，可极大的提高使用多光栅测量仪器的数据同步性，从而提高测量仪器的精度，尤其适用于高精度测量仪器。

技术领域

本发明涉及数据采集传输技术领域，尤其涉及一种多光栅数据的同步采集方法及系统。

背景技术

现代科技的迅猛发展之下高精度测量仪器被广泛使用，与此同时对测试设备的精度、性能也要求愈高。在测角、测距仪器方面，光栅有着极高的使用率，例如全站仪、激光跟踪仪、关节式坐标测量机、机器人、机床等都需要利用光栅对角度、位移信息进行计数。

其中，部分仪器需要多个光栅进行数据同步采集，传统方法是，多个光栅各自直接采集数据传递给光栅数据收集模块，然后多个光栅数据收集模块统一定时传输数据给数据收紧系统。该方法中各个光栅数据收集模块各自独立工作互不影响，在一定程度上提高了系统中各光栅的独立性、可靠性。但是，因为各个光栅数据收集模块有自己的独立时钟，各个时钟器件受制造工艺及环境因素的影响总存在一定的误差，经测试6个光栅数据收集模块在1h的时间累积下，数据收集系统处收到第一个光栅数据收集模块的数据与收到最后一个光栅数据收集模块的数据之间的时间差可累积到30ms左右。可见，这种采集方式对数据的同步性有所牺牲，这不利于高精度测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种多光栅数据的同步采集方法及系统，旨在保证多光栅数据采集过程中的数据同步性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种多光栅数据的同步采集方法，包括以下步骤：

同时给各光栅数据采集模块提供时钟信号；

以设定时间间隔向各光栅数据采集模块发送同步指令；

各光栅数据采集模块根据同步指令同时锁存相应光栅在此刻的数据信息，进行数据采集；

光栅数据采集模块将各自锁存的数据信息同步传递至控制模块；

控制模块对同一时刻接收到的数据信息进行整理后传送至上位机。

本发明还提供一种多光栅数据的同步采集系统，包括：

多个光栅数据采集模块，分别用于采集各光栅的数据信息；

定时模块，用于同时给各光栅数据采集模块提供时钟信号；

控制模块，集成有所述定时模块，通过CAN总线分别连接各光栅数据采集模块，控制模块还与上位机通讯连接，用于接收、整理各光栅数据采集模块采集的信息，以及将整理后的信息发送给上位机。

作为本方案的一种优选方案，所述控制器还集成有触发模块，用于给各光栅数据采集模块提供外部触发信号，当光栅数据采集模块接收到外部触发信号后，立即锁存光栅在此刻的数据信息，计时模块重新计时。

作为本方案的一种优选方案，所述光栅数据采集模块包括差分转换器、暂存器、寄存器、过零检测电路、信息整合电路，光栅数据采集模块采集光栅数据的具体方法为：

差分转换器实时对光栅数据进行差分转换处理，并将处理结果输出到暂存器；

暂存器的值随光栅数据的更新而实时更新；

当光栅数据采集模块接收到同步信号后，暂存器的值立即锁存到寄存器；