CN111412940A - 一种直线位移传感器细分芯片自动调试***及调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直线位移传感器细分芯片自动调试***及调试方法，所述***中，直线伺服电机带动直线位移传感器同步直线运动生成位置信号数据采集卡采集直线位移传感器细分芯片处理位置信号而生成的正余弦信号并发送给电脑，电脑内设置有自动调试控制模块和信号参数模块，信号参数模块内存储有信号参数参考数据，用于判断数据采集卡采集的正余弦信号是否合格，自动调试控制模块内置自动调试控制程序，用于控制直线伺服电机运动，并控制数据采集卡采集正余弦信号，进而计算获得信号参数与信号参数参考数据进行比实现对细分芯片的调试。本发明能够实现准确采集信号，提高了调试效率，且调试结果一致性较好。
Description
技术领域
本发明属于直线位移传感器信号调试技术领域，具体涉及一种直线位移传感器细分芯片自动调试***及调试方法。
背景技术
直线位移传感器是一种将直线机械位移量转换成电信号的检测元件。直线位移传感器若要实现高分辨率，需要在直线位移传感器内部设置细分芯片，通过采用细分芯片对传感器芯片的位置信息进行处理并细分，具体过程如下：
首先，直线位移传感器的传感器芯片利用光电转换或磁电转换的方式，将其检测到的位置信息转换成一组准正交电信号，即一组正余弦信号；
然后，细分芯片将对此组正余弦信号进行放大、偏移及相移处理，生成一组高质量的正余弦信号，如图2所示；
最后，细分芯片再对此组高质量的正余弦信号进行细分处理，最终生成高分辨率的增量位置信号，如图3所示。
现有技术中，对直线位移传感器细分芯片的调试采用手动调试方法，而手动调试存在以下缺陷：
1、由于直线位移传感器的位移量有限，信号的采样时间较短，若调试人员对信号采样时机把握不准，则无法集到正确的信号；
2、由于手动调试需要人为判断参数，将导致调试效率低，以及调试过程中，因人为主观因素，使得调试标准难以统一，影响结果的一致性。
基于上述原因，手动调试使得直线位移传感器细分芯片的调试效率低，且调试结果一致性差，影响直线位移传感器的调试效率及调试精度。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种直线位移传感器细分芯片自动调试***及调试方法，以实现准确采集信号，提高了调试效率，且调试结果一致性较好。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，所述自动调试***包括：直线伺服电机、数据采集卡和电脑；
所述直线伺服电机的直线运动执行端与待调试的直线位移传感器相连，以带动直线位移传感器同步直线运动生成位置信号；
所述数据采集卡用于采集直线位移传感器细分芯片处理位置信号而生成的正余弦信号并发送给电脑；
所述电脑内设置有自动调试控制模块和信号参数模块；
所述信号参数模块内存储有信号参数参考数据，用于判断数据采集卡采集的正余弦信号是否合格；
所述自动调试控制模块内置自动调试控制程序，用于控制直线伺服电机运动，并控制数据采集卡采集正余弦信号，进而计算获得信号参数与信号参数参考数据进行比对，实现对细分芯片的调试。
进一步地，所述直线伺服电机上集成有驱动器和控制卡，用于接收控制信号并驱动直线伺服电机运行。
进一步地，所述电脑通过调试线与直线位移传感器的细分芯片相连；
电脑通过所述调试线从细分芯片中读取配置信息或向细分芯片写入配置信息。
进一步地，所述自动调试控制模块接收数据采集卡采集正余弦信号，并计算获得的信号参数包括：正余弦信号的幅值、偏移量和相位差。
进一步地，所述电脑内还包含有细分芯片初始化模块；
所述细分芯片初始化模块内存储有细分芯片初始化配置数据，用于对细分芯片初始化配置。
一种直线位移传感器细分芯片自动调试***的调试方法，所述调试方法步骤如下：
S1:将细分芯片初始化配置数据与信号参数参考数据载入自动调试控制模块，实现***初始化；
S2:自动调试控制模块控制直线伺服电机回零，并向细分芯片写入初始化配置数据，且判断是否成功写入；
若写入成功，进入步骤S3，若写入失败，则进入步骤S4；
S3:设置直线伺服电机的移动方向与移动距离，计算直线伺服电机的运动时间；
S4:若向细分芯片写入初始化配置数据失败，则显示错误信息，并停止本自动调试过程；
S5:根据步骤S3中计算的直线伺服电机的运动时间设置数据采集卡的采集任务，并启动采集任务；
S6:启动直线伺服电机带动直线位移传感器向目标点运动，运动过程中，直线位移传感器产生位置信号，其内的细分芯片对位置信号处理，生成正余弦信号，数据采集卡采集所述正余弦信号；
S7:直线伺服电机带动直线位移传感器到达目标位置；
S8:数据采集卡完成采集任务；
S9:自动调试控制模块接收并计算数据采集卡采集到的正余弦信号的幅值、偏移量和相位差参数；
S10:自动调试控制模块将幅值、偏移量和相位差参数与信号参数参考数据内对应的参考值做对比，将比对合格的参数对应的配置数据写入细分芯片的非易失存储区，自动调试完毕。
所述步骤S10中，当参数比对不合格时，自动调试控制模块计算向细分芯片回写的配置数据，将配置数据回写入细分芯片，并判断是否成功写入配置信息；
若写入成功，则进入步骤S3；
若写入失败，则进入步骤S4；
直至自动调试完毕。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明所述直线位移传感器细分芯片自动调试***，采用数据采集卡采集直线位移传感器细分芯片生成的正余弦信号，准确控制采样时机，以准确获得正确的信号。
2、本发明所述直线位移传感器细分芯片自动调试***，数据采集卡采集直线位移传感器细分芯片生成的正余弦信号后，与电脑内存储的信号参数参考数据进行比对，实现调试标准的统一化，使得调试结果一致性较好。
3、本发明所述直线位移传感器细分芯片自动调试***，通过直线伺服电机控制模块、数据采集卡和电脑相互配合，实现直线位移传感器细分芯片的自动调试，极大地提升了调试效率。
4、本发明所述直线位移传感器细分芯片自动调试***的自动调试方法逻辑过程简单，使得自动调试过程快速且调试结果准确。
附图说明
图1为本发明所述直线位移传感器细分芯片自动调试***的结构框图；
图2为本发明所述自动调试***所调试的直线位移传感器细分芯片输出的高质量正余弦信号PSIN，NSIN，PCOS，NCOS的示意图；
图3为本发明所述自动调试***所调试的直线位移传感器细分芯片输出的高分辨率增量位置信号A+，A-，B+，B-，Z+，Z-的示意图；
图4为本发明所述直线位移传感器细分芯片自动调试***的调试方法流程框图；
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1所示，本发明公开了一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，所述自动调试***包括：直线伺服电机模块、数据采集卡
本发明包括直线伺服电机、数据采集卡、调试线和电脑。其中：
所述直线伺服电机上集成有驱动器和控制卡，用于接收控制信号并驱动直线伺服电机运行；所述直线伺服电机的直线运动执行端与待调试的直线位移传感器相连，所述自动调试***开始调试工作时，直线伺服电机将用于带动直线位移传感器做匀速直线运动，以使直线位移传感器产生位置信号。
所述直线位移传感器所产生的位置信号首先经细分芯片处理后生成一组高质量的正余弦信号，如图2所示，然后细分芯片将再次对该组高质量的正余弦信号进行细分处理，最后生产高分辨率的增量位置信号，如图4所示。
所述数据采集卡，用于采集所述直线位移传感器中，细分芯片在对直线位移传感器所产生的位置信号进行首次处理后所生成的高质量的正余弦信号，并将采集到的正余弦信号上传给电脑。
所述调试线，电脑通过调试线将配置信息写入直线位移传感器细分芯片，或电脑通过调试线读取直线位移传感器细分芯片的配置信息。
所述电脑用于提供人机交互界面，控制直线伺服电机运动，控制数据采集卡采集信号，并对接收到的正余弦信号进行计算，获得包括正余弦信号的幅值、偏移量和相位差在内的计算结果，并根据计算结果，计算出需要向直线位移传感器细分芯片回写的配置数据，并通过调试线将数据回写给直线位移传感器细分芯片；
所述电脑内设置有自动调试控制模块、细分芯片初始化模块以及信号参数模块；其中：
所述自动调试控制模块内设有自动调试控制程序，用于控制自动调试流程，实现对细分芯片自动化调试；
所述细分芯片初始化模块内存储有细分芯片初始化配置数据，用于对细分芯片初始化配置，使细分芯片在开始调试时处于工作状态；
所述信号参数模块内存储有信号参数参考数据，在调试过程中，采集卡每次完成采集信号后，调试控制程序对信号数据进行计算，获得的包括信号幅值、偏移量和相位差在内的计算结果，将计算结果与所述信号参数参考数据做对比，判断细分芯片对传感器所产生的位置信号进行首次处理后所生成的正余弦信号是否符合标准。
本发明还公开了一种直线位移传感器细分芯片自动调试***的调试方法，所述调试方法是通过上述自动调试***中，电脑内的自动调试控制模块中设置的自动调试控制程序实现的，如图4所示，所述调试方法具体步骤如下：
S1:首先进行***初始化，将细分芯片初始化模块中的细分芯片初始化配置数据与信号参数模块内的信号参数参考数据载入自动调试控制模块；
S2:自动调试控制模块控制直线伺服电机回零，并通过调试线向直线位移传感器细分芯片写入初始化配置数据，且判断是否成功写入；
若写入成功，进入步骤S3，若写入失败，则进入步骤S4；
S3:设置直线伺服电机的移动方向与移动距离，并计算直线伺服电机的运动时间；
S4:若向细分芯片写入初始化配置数据失败，则显示错误信息，并停止本自动调试过程；
S5:根据步骤S3中计算的直线伺服电机的运动时间设置数据采集卡的采集任务，并启动采集任务；
S6:启动直线伺服电机带动直线位移传感器向目标点运动，运动过程中，直线位移传感器产生位置信号，其内的细分芯片对位置信号处理，生成高质量正余弦信号，数据采集卡则采集所述的高质量正余弦信号；
S7:检测判断直线伺服电机是否带动直线位移传感器到达目标位置；
若未到达目标位置，则继续运动，直至到达目标位置；若到达目标位置，则进入步骤S8；
S8:判断数据采集卡是否完成采集任务；
若未完成采集任务，则继续进行采集，直至完成采集任务；若完成采集任务，则进入步骤S9；
S9:自动调试控制模块接收数据采集卡采集到的正余弦信号，并计算采集的正余弦信号的幅值、偏移量和相位差参数；
S10:自动调试控制模块将计算获得的幅值、偏移量和相位差参数与信号参数参考数据内对应的参考值做对比，以判断采集的细分芯片所处理生成的正余弦信号是否合格；
若合格，则进入步骤S11；若不合格，则进入步骤S12；
S11:若判断采集信号合格，则将当前配置数据写入细分芯片的非易失存储区，自动调试完毕；
S12:若判断采集信号不合格，则自动调试控制模块计算需向细分芯片回写的配置数据，然后通过调试线将配置数据回写入细分芯片，并判断是否成功写入配置信息；
若写入成功，则进入步骤S3；若写入失败，则进入步骤S4；
如上循环，直至自动调试完毕。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，其特征在于：
所述自动调试***包括：直线伺服电机、数据采集卡和电脑；
所述直线伺服电机的直线运动执行端与待调试的直线位移传感器相连，以带动直线位移传感器同步直线运动生成位置信号；
所述数据采集卡用于采集直线位移传感器细分芯片处理位置信号而生成的正余弦信号并发送给电脑；
所述电脑内设置有自动调试控制模块和信号参数模块；
所述信号参数模块内存储有信号参数参考数据，用于判断数据采集卡采集的正余弦信号是否合格；
所述自动调试控制模块内置自动调试控制程序，用于控制直线伺服电机运动，并控制数据采集卡采集正余弦信号，进而计算获得信号参数与信号参数参考数据进行比对，实现对细分芯片的调试。
2.如权利要求1所述一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，其特征在于：
所述直线伺服电机上集成有驱动器和控制卡，用于接收控制信号并驱动直线伺服电机运行。
3.如权利要求1所述一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，其特征在于：
所述电脑通过调试线与直线位移传感器的细分芯片相连；
电脑通过所述调试线从细分芯片中读取配置信息或向细分芯片写入配置信息。
4.如权利要求1所述一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，其特征在于：
所述自动调试控制模块接收数据采集卡采集正余弦信号，并计算获得的信号参数包括：正余弦信号的幅值、偏移量和相位差。
5.如权利要求1所述一种直线位移传感器细分芯片自动调试***，其特征在于：
所述电脑内还包含有细分芯片初始化模块；
所述细分芯片初始化模块内存储有细分芯片初始化配置数据，用于对细分芯片初始化配置。
6.如权利要求1所述一种直线位移传感器细分芯片自动调试***的调试方法，其特征在于：
所述调试方法步骤如下：
S1:将细分芯片初始化配置数据与信号参数参考数据载入自动调试控制模块，实现***初始化；
S2:自动调试控制模块控制直线伺服电机回零，并向细分芯片写入初始化配置数据，且判断是否成功写入；
若写入成功，进入步骤S3，若写入失败，则进入步骤S4；
S3:设置直线伺服电机的移动方向与移动距离，计算直线伺服电机的运动时间；
S4:若向细分芯片写入初始化配置数据失败，则显示错误信息，并停止本自动调试过程；
S5:根据步骤S3中计算的直线伺服电机的运动时间设置数据采集卡的采集任务，并启动采集任务；
S6:启动直线伺服电机带动直线位移传感器向目标点运动，运动过程中，直线位移传感器产生位置信号，其内的细分芯片对位置信号处理，生成正余弦信号，数据采集卡采集所述正余弦信号；
S7:直线伺服电机带动直线位移传感器到达目标位置；
S8:数据采集卡完成采集任务；
S9:自动调试控制模块接收并计算数据采集卡采集到的正余弦信号的幅值、偏移量和相位差参数；
S10:自动调试控制模块将幅值、偏移量和相位差参数与信号参数参考数据内对应的参考值做对比，将比对合格的参数对应的配置数据写入细分芯片的非易失存储区，自动调试完毕。
7.如权利要求6所述一种直线位移传感器细分芯片自动调试***的调试方法，其特征在于：
所述步骤S10中，当参数比对不合格时，自动调试控制模块计算向细分芯片回写的配置数据，将配置数据回写入细分芯片，并判断是否成功写入配置信息；
若写入成功，则进入步骤S3；
若写入失败，则进入步骤S4；
直至自动调试完毕。
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