[发明专利]纳秒脉宽电化学加工脉冲实时检测方法及其电路

摘要

一种纳秒脉宽电化学加工脉冲实时检测方法，先通过转换电路，把被加工工件与工具电极之间的极间电压和电流转化为标准电压信号供采集与控制电路检测；采集与控制电路采样并转换得到的标准信号，把该标准信号转换为数字量存入相应的内部参数寄存器；外部处理器检索相应的各参数寄存器，计算相应的极间脉冲幅值电压、电流，同时获得脉冲宽度、脉冲间隔、极间短/断路状况。一种纳秒脉宽电化学加工脉冲实时检测电路，包括采集与控制电路和转换电路；转换电路包括：加工及保护支路、电流检测支路、电压检测支路与脉宽检测支路；采集与控制电路包括：高速模数转换器AD1、高速模数转换器AD2、高速比较器、基准比较电压模块、检测逻辑控制专用集成电路和外部处理器。

主权项

一种纳秒脉宽电化学加工脉冲实时检测电路，其特征是包括采集与控制电路以及转换电路；一、转换电路包括：加工及保护支路、电流检测支路、电压检测支路与脉宽检测支路；所述加工及保护支路包括：工具电极、被加工工件与精密测量电阻R_i；所述电流检测支路包括：电阻R₀₁和电阻R_a1；电压检测支路包括电阻R₀₂和电阻R_a2；所述脉宽检测支路包括：电阻R₁和电阻R_c；其中，R₀₁﹥﹥R_i；R₀₂﹥﹥R_i；R_a1﹥﹥R_i；R_a2﹥﹥R_i；R₀₁、R₀₂、R_a1、R_a2、R₁与R_c远大于加工及保护支路的其他阻抗值；脉冲电源的“+”极端连接被加工工件；脉冲电源的“‑”极端连接工具电极；电阻R_i连接在工具电极与脉冲电源的“‑”极端之间；电阻R₀₁的一端连接工具电极，另一端连接电阻R_a1，电阻R_a1连接在电阻R₀₁与脉冲电源的“‑”极端之间；电阻R₀₂的一端连接脉冲电源的“+”极端，另一端连接电阻R_a2，电阻R_a2连接在电阻R₀₂与脉冲电源的“‑”极端之间；电阻R₁的一端连接脉冲电源的“+”极端，另一端连接电阻R_c，电阻R_c连接在电阻R₁与脉冲电源的“‑”极端之间；设电阻R_a1与电阻R₀₁之间为被测电流信号S₀；设电阻R_a2与电阻R₀₂之间为被测电压信号S₁；设电阻R_c与电阻R₁之间为被测脉宽信号S₂；二、采集与控制电路包括：高速模数转换器AD1、高速模数转换器AD2、高速比较器、基准比较电压模块、检测逻辑控制专用集成电路和外部处理器；信号S₀和信号S₁分别传入高速模数转换器AD1和AD2的输入端，得到信号S₀和S₁的数字量；信号S₂和基准比较电压送入高速比较器得到数字信号S₃；S₃与S₂的频率、脉宽和脉间相同，幅值不同，相位不同；所述检测逻辑控制专用集成电路包括的各个模块电路分别为：时钟电路、状态转换与控制电路、S₀/S₁电压比较电路、AD1驱动控制模块、AD2驱动控制模块、脉宽/间计算双计数电路、脉冲电压参数寄存器、脉冲时间参数寄存器和总线接口电路；各个模块通过片内总线通信；外部处理器通过CPU总线接口与检测逻辑控制专用集成电路通信；所述状态转换与控制电路包括：a、集成电路状态转换控制模块：控制检测逻辑控制专用集成电路的状态转换；b、AD1状态转换控制模块：控制AD1的启动、延时与读取；c、AD2状态转换控制模块：控制AD2的启动、延时与读取；所述AD1驱动控制模块和AD2驱动控制模块分别控制高速模数转换器AD1和AD2的启动及其他操作；脉宽/间计算双计数电路对信号S₃的脉宽、脉间进行采样、计数，相应的计数值通过总线接口电路传给外部处理器，外部处理器根据信号S₃的脉间、脉宽与频率确定工具电极和被加工工件的极间加工脉冲的脉间、脉宽与频率；S₀/S₁电压比较电路定时采样脉冲电压参数寄存器中的S₀与S₁的电压参数，根据比较结果来修改脉冲状态寄存器；AD1驱动控制模块和AD2驱动控制模块控制高速模数转换器AD1和AD2的启动。