[发明专利]振幅检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测正弦信号的振幅的振幅检测装置，特别是用于处理接触信号探针的信号输出。

背景技术

通常，作为测量待测目标的形状和尺寸的测量设备采用高度测量仪、三维测量设备、外廓测量设备等等。在上述测量设备中的接触型测量设备具有用于检测与待测目标的接触的接触信号探针。已有各种接触信号探针的接触检测机械装置。这些机械装置之一是驱动压电器件将振动加到测头。这种方法当采用长测头时，对于获得高速响应性是有用的。

图8示出这种信号探针。测头71前端具有接触球73同时后端具有平衡器74，并由测头固定器72沿其轴向方向在差不多中部处固定。在测头71的中部，装有压电器件75用于将振动加到测头71。为了激励电极75a，由驱动器78施加驱动信号。在检测电极75b上的已机电变换的信号可以被检测电路76检测到。信号处理电路77被用来处理检测电路76的检测信号以便检测测头71的接触。检测电路76的输出被前馈给确定电路78，从而压电器件75被以预定谐振频率激励到谐振状态。

因此，在压电器件75的检测电极75b上的检测信号是正弦信号，其振幅或频率是由接触球73和待测目标间的接触来调制的。图9示出这种调制信号的例子。信号处理电路77检测例如检测电路76正弦信号输出的振幅变化从而检测测头71的接触。如图9所示这种检测正弦信号振幅变化的信号处理电路77这般，可以使用用于解调振幅调制信号的公知解调电路，例如AM检波器。

然而，常规AM检波器具有用于移去高频分量的平滑滤波器(LPF)。因此，难以检测快速振幅变化。除了如图9所示正弦信号的振幅变化要足够低于其基频之外，当振幅变化快时，由于平滑滤波器的时间延迟，不可能精确检测振幅变化。其结果是不能获得高速响应性。

发明内容

本发明是为了提供具有高速和高精确响应性的、尤其是适用于具有振动测头的接触信号探针的信号处理电路的振幅检测装置。

根据本发明的振幅检测装置包括：用于控制输入正弦信号的相位以产生相互间有90°相移相差的第一和第二正弦信号的相位控制电路，用于平方来自相位控制装置的第一正弦信号输出以产生第一平方的正弦信号的第一信号发生电路，用于平方来自相位控制电路的第二正弦信号以产生平方的第二正弦信号的第二信号发生电路，以及用于将来自第一和第二信号发生电路的第一和第二平方的正弦信号相加以输出输入正弦信号的振幅的信号相加电路。

在本发明的优选实施例中，相位控制电路由第一和第二90°相移电路构成，它具有公共信号输入端和各自的信号输出端。第一90°相移电路由相移中心频率设在f0-Δf(f0是输入正弦信号的基频，Δf是频移)的全通滤波器构成以产生第一正弦信号。第二90°相移电路由相移中心频率设在f0+Δf的全通滤波器构成以产生相位与在基频f0附近的第一正弦信号相差90°的第二正弦信号。

根据本发明，通过将用于产生相互间具有90°相差的第一和第二正弦信号的输入正弦信号的相位控制、平方这些信号以产生第一和第二平方的正弦信号、以及将这些信号进行相加而进行组合，能够不用平滑滤波器而移去输入正弦信号的基频分量以获得输入正弦信号的振幅。由于未使用平滑滤波器，即使当振幅信息包括高频分量时，也能无时间延迟地检测振幅。

因此，在输入信号是由压电器件驱动的接触信号探针的输出的情况下，即使当要被检测的振幅处于变化的状态下，也能完成高速振幅检测。结果是，如果本发明的振幅检测装置被用于接触信号探针的信号处理，也能完成高速信号处理。

特别地，在本发明中，可以采用分别由具有中心频率f0-Δf和f0+Δf的全通滤波器构成的第一和第二90°相移电路。通过采用这些电路，即使当在输入正弦信号中基频分量变化时也不会出现影响振幅检测的情况，并且由于相移处理也不产生振幅变化。因此，在将本发明用于其输出信号既包括振幅变化也包括频率变化的接触信号探针的情况下，能够精确检测振幅。

附图说明

图1示出根据本发明实施例的振幅检测装置的电路框图；

图2示出本实施例中的相位控制电路；

图3示出相位控制电路的相移特性；

图4示出本实施例中的信号发生电路2a，2b；

图5示出本实施例中的信号相加电路；

图6示出另一90°相移电路；

图7示出另一相位控制电路；

图8示出接触信号探针及其检测电路；

图9示出接触信号探针的输出信号。

本发明具体实施例

现将参考附图描述本发明的实施例。