电子设计工程
Electronic Design Engineering
第26卷Vol.26第4期No.42018年2月Feb.2018
收稿日期：2017-06-10
稿件编号：201706079
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51475351）；陕西省协同创新计划项目（2015XT-32）作者简介：李少康（1973—），男，陕西西安人，博士，副教授。研究方向：计算机辅助精密测量。
齿轮测量机是以齿廓、螺旋线和齿距测量为基础的分析式测量仪器[1-2]，其通常将信息技术、计算机技术和数控技术相结合，并采用电子展成测量原理，可以一次装夹工件进行多个误差项目的测量，测量精度和效率均远高于传统单项测量及功能式测量仪器[3]。在测量机机械本体和硬件平台研发完成之后，测量机的功能和易用性则取决于其所配的测量软件[4]
，因此各测量机开发厂商都不遗余力地投入大量资源来进行测量软件的开发。笔者所在课题组承担了国内某测量机公司配套蜗杆测量软件的开发并取得了较好的使用效果，但在软件调试过程中也发现，测头数据采集电路的综合噪声会对测量结果产生较大影响
[5-6]
，因此重新设计开发综合噪声较低的测头数据
采集电路及优化软件数据滤波算法就成为了进一步提高蜗杆测量精度的关键。文中主要讨论测头数据采集电路的设计与开发问题。
1总体方案
数据采集电路总体结构如图1所示，主要由逻辑控制模块、模数转换模块、测头信号调理模块、电平转换模块以及随动控制反馈模块等构成。信号调理模块主要进行三维测头各通道信号的滤波和放大。FPGA 逻辑控制模块完成A/D 转换的启动、数据读取以及CAMAC 数据总线接口的译码等功能。随动控制模块则是将调理电路的输出经过幅值变换和缓冲后馈送给运动控制卡。
齿轮测量机测头数据采集电路设计
李少康，杨宝平，祝强，王林艳，王建华
（西安工业大学陕西西安710021）
摘要：为提高蜗杆测量精度，设计了新的测量机测头数据采集电路。基于FPGA 并采用自顶向下设计方法和Verilog HDL 编程技术，设计了采集电路的逻辑控制模块。基于AD977设计了三通道模数转换电路，每通道由独立的模数转换器及其前端信号调理电路构成。FPGA 与前端模数转换电路以及后端数据总线之间均设计了电平转换电路。对所设计电路在测量机上进行了综合噪声实际测试，结果表明所采集数据的样本标准差均低于0.5μm ，达到了预期目的。关键词：齿轮测量机；数据采集；测头；蜗杆中图分类号：TN98
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2018）04-0010-05
Design of the data acquisition circuit for the probe of the gear measuring machine
LI Shao-kang ，YANG Bao-ping ，ZHU Qiang ，WANG Lin-yan ，WANG Jian-hua
（Xi ’an Technological University ，Xi ’an 710021，China ）
Abstract:The new data acquisition circuit of the probe was designed for improving the measurement
accuracy of the worm on the gear measuring machine.The top-down design method was used in the FPGA implementation based on the Verilog HDL for the logic control module.The AD977was adopted in analog -to-digital conversion circuit consisted of three independent channels and each channel contains an A/D
converter and its signal disposal circuit.The level shift circuit was used in both the FPGA front -end interface with the A/D and the FPGA after-end interface with the data https://www.doczj.com/doc/3c16331648.html,prehensive noise measurement was carried out for the data acquisition circuit.The results show that the sample standard deviation of the data collected is less than 0.5μm and the expected effect is achieved.Key words:gear measuring machine ；data acquisition ；probe ；worm -
-10万方数据