[发明专利]用于精密计量的时栅式数控分度转台

摘要

本发明涉及一种用于精密计量的时栅式数控分度转台，包括基于单片机的数控系统、步进电机、精密机械转台、时栅角度位移传感器。在精密计量过程中，当分度转台需要精确定位，按照一定转向转动至某一特定角度时，通过数控系统的键盘输入包含转向和转动角度信息指令，使机械转台按照指令中的转向和角度转动。时栅角度位移传感器检测机械转台转过的角度信息，反馈给数控系统，从而形成闭环控制，保证转台能够精确定位至指令中指示的角度，定位精度主要取决于时栅角度位移传感器的精度。由于采用了新型时栅角度位移传感器和基于步进电机的数控系统，大大降低了用于计量的精密数控分度转台的成本。

主权项

1、一种用于精密计量的时栅式数控分度转台，可以在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，带动所述机械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；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。