基于TDC-GP2的高速时栅位移传感器信号处理系统的研究.pdf

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1、第27卷第12期传感技术学报V01．27No．122014年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDee．2014TheResearchofHighSpeedTimeGratingDisplacementSensorSignalProcessingSystemBasedTDC-GP2RANYangjie，JIANGZhongwei，YANYrisen，LIHongwei(EngineeringResearchCenterofMechanicalTesting

2、TechnologyandEquipment，MinistryofEducation，ChongqingKeyLaboratoryof，—GratingSensingandAdvancedTestingTechnology，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400050，China)Abstract：Withtheindustrialdevelopmentofthetimegratingdisplacementsensor，anditstrendi

3、nginthehigh—speedmeasurementhasbecameincreasinglyprominent，weputforwardatimegratingdisplacementsensorsignalprocessingsystembasedonTDC—GP2．ThesystemuseSTM32F4andAD9958togeneratehigh—stability，high-preci—sionexcitationsignaloftimegratingdisplacementsen

4、sor，usehigh-resolutionTDC—GP2digitalclockconvertertomeasurementinducedsignalphasetimedifference，thenweputmeasurementresultsintothemicroprocessorprocess—ing，inordertoreachthepurposethattimemeasurementspace。Theexperimentsshowthat48poletimegratingdispla

5、cementsensorwholecycle(0。一360。)errorreach±2．3”，theprogramoptimizesthecircuitstructureandim—provethemeasurementaccuracyoftimegratingdisplacementsensor．Keywords：timegratingdisplacementsensor；signalprocessing；TDC—GP2；AD9958EEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1

6、004—1699．2014．12．013基于TDC—GP2的高速时栅位移传感器信号处理系统的研究冰冉扬洁，江中伟，杨继森，李宏伟(重庆理_T大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心，时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室，重庆400054)摘要：随着时栅位移传感器的产业化发展，高速测量需求的趋势日益凸显，提出了一种基于TDC．GP2的时栅位移传感器信号处理系统。该系统采用STM32F4和AD9958产生时栅位移传感器所需的高稳定、高精度励磁信号，采用高分辨率TDC—GP2数字时钟转换器来测量传感

7、器动、定测头的感应信号相位时间差，将测量结果送入微处理器中处理，以此到达以时间测量空间的目的。经实验表明：48对极时栅传感器整周(0～360。)的误差达到±2．3，该方案优化了电路结构，提高了时栅位移传感器的测量精度。关键词：时栅位移传感器；信号处理；TDC—GP2；AD9958中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1004-1699(2014)12-1654-05时栅位移传感器是一种“以时间测量空间”的思想位移传感器信号处理系统的基础上提出利用时间数字为理论指导，以电磁感应原理为基础的

8、新型位移传感转换法，简称TDC，也称之为延时线法的测量原理，器。随着时栅传感器的产业化发展以及市场化竞运用ACAM生产的通用型TDC测量芯片对传感器动、争日益凸显传感器逐渐向高集成化，高智能化，高精度定测头的感应信号相位时问差进行精确测量，其测量发展的趋势也越发明显。由时栅位移传感原理可知，时间的分辨率可达到65ps，摆脱了高精度时间间隔测当其采用的时间计数器精度越高，时栅位移传感器测量对高频时钟的依赖，减小了电路设计及应用中的难得的角度精度越高。目前时栅位移传感器采用407Hz度，可以将时栅位