[实用新型]通用串行总线USB光栅计数卡

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种工量具领域，尤其涉及一种多路光栅数据采集卡，最多可支持4路光栅尺的通用串行总线USB光栅计数卡。

背景技术：

现有的技术已无法满足科学技术发展的需要，随着计算机技术的发展，通用串行总线USB通用串行总线作为一种新的通讯协议，具有快速可靠、即插即用、支持热插拔、为设备供电、同时连接超过127个设备等特点，在工业技术中发挥了越来越重要的作用，是一种面向未来的技术。鉴于通用串行总线USB的技术优势，德国凯狮Kelch公司的刀具预调仪也逐渐由PCI通讯向通用串行总线USB通讯过度。而市场上基于通用串行总线USB接口的光栅计数卡也是凤毛麟角。另外，德国凯狮Kelch公司的刀具预调仪使用的主要光栅尺是正弦波幅值为1Vpp信号光栅尺，目前市面上销售的光栅计数卡主要针对逻辑门TTL信号的光栅尺，为了降低刀具预调仪的成本，提高刀具预调仪的整体竞争力，开发具有自主知识产权的通用串行总线USB光栅计数卡势在必行。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种多路光栅数据采集卡可同时支持正弦波增量式光栅尺，可以分别对海德汉的光栅尺型号LS487C和埃克瑞特Acurite公司的光栅尺型号SENC150，进行测试，结果都正常。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

通用串行总线USB光栅计数卡，其组成包括：计算机，所述的计算机连接通用串行总线USB端口，所述的通用串行总线USB端口连接通用串行总线USB集线器，所述的通用串行总线USB集线器连接光栅计数卡，所述的光栅计数卡通过连接器连接光栅尺。

所述的通用串行总线USB光栅计数卡，所述的通用串行总线USB集线器连接有四个光栅计数卡，所述的四个光栅计数卡分别连接四个连接器，所述的四个连接器分别连接四个光栅尺。

有益效果：

1.本实用新型所用的一路通用串行总线USB可以最多支持4路光栅尺，即简化了光栅计数卡的结构，又降低了装配难度。

2.本实用新型在不断电的情况下，只需要一次参考点查找操作，方便快捷。

3.本实用新型经过与德国海利格&施瓦布Heilig&Schwab公司的光栅计数卡进行比对操作，两者之间误差在0.1微米以内的占到90％，误差在0.2微米以内的占到了99％，误差范围在0.3微米以内的占到了100％。

附图说明：

附图1为本产品的框图。

附图2为本产品的增量式光栅尺的信号图。

附图3为本产品单片机的增量式光栅信号提取原理图。

具体实施方式：

实施例1：

通用串行总线USB光栅计数卡，其组成包括：计算机，所述的计算机连接通用串行总线USB端口，所述的通用串行总线USB端口连接通用串行总线USB集线器，所述的通用串行总线USB集线器连接光栅计数卡，所述的光栅计数卡通过连接器连接光栅尺。

所述的通用串行总线USB光栅计数卡，所述的通用串行总线USB集线器连接有四个光栅计数卡，所述的四个光栅计数卡分别连接四个连接器，所述的四个连接器分别连接四个光栅尺。

工作原理：

正弦增量信号A和B的典型幅值为1Vpp，相位差为90°电子角。输出信号顺序信号B滞后A适用于图示运动方向。参考点信号R的有效分量G约为0.5V。有效信号G仅为0.5V，而作为触发电平的E信号仅仅只有0.2V～0.3V，这显得太低，必须首先进行放大。另外，E信号为一个三角波，跨越了A信号的两个周期，在实际试验过程中，由于制造误差和电气差异，有时E信号跨越A信号的三个周期。这样，当光栅正向移动或者反向移动时，E信号触发位置就存在差异，从而人为造成参考点的提取误差。

A信号和B信号经过放大整形后，送入单片机中，当光栅正向移动时，产生正向脉冲T0送入单片机的正向计数器Timer0，当反向移动时，产生反向脉冲T1送入单片机的反向计数器Timer1，正向脉冲和反向脉冲产生的位置都在A信号的0度相位角处，通过Timer0和Timer1的差值，就可以得到移动的脉冲数，同时利用单片机的AD转换功能获取Sin信号和Cos信号幅值，就可以计算出当前的相位角，从而获得移动距离。