磁栅导轨拼接及全长故障检测仪

摘要

本实用新型提出一种磁栅导轨拼接及全长故障检测仪，包括信号输入单元、输入前端处理单元、A/D转换单元、CPLD单元、DSP单元、时钟生成单元、系统电源单元以及TFT液晶显示单元；通过精确调节导轨接缝宽度及全程跟踪扫描导轨不同位置的状态，可有效解决导轨在拼接过程中检测精度低、可移植性差、工程应用困难、导轨互换性较差及维护困难等问题，大大节约成本，保证了信号完整性，可对机床导轨长期稳定工作提供便利和保障。

主权项

一种磁栅导轨拼接及全长故障检测仪，其特征在于：包括信号输入单元、输入前端处理单元、A/D转换单元、CPLD单元、DSP单元、时钟生成单元、系统电源单元以及TFT液晶显示单元；信号输入单元输入双磁栅读数头的A相、B相、Z相信号，A相、B相信号为相位差为π/2的正弦信号，Z相信号为方波信号，双磁栅读数头分为1号磁栅读数头和2号磁栅读数头，其中1号磁栅读数头A相信号和2号磁栅读数头的A相信号为第一组信号，1号磁栅读数头A相信号和1号磁栅读数头B相信号为第二组信号，1号磁栅读数头Z相信号为第三组信号；输入前端处理单元分为三部分分别对信号输入单元的三组信号进行处理，输入前端处理单元第一部分由差动放大电路、抗混叠滤波电路、单端转差分电路组成，对于第一组信号，首先由差动放大电路将信号放大至A/D采样范围内，然后对信号进行抗混叠低通滤波处理，以满足乃奎斯特采样定理，最后由单端转差分电路将信号输入至A/D转换单元；输入前端处理单元第二部分由一阶RC滤波电路、方波转换电路、电平匹配电路组成，对于第二组信号，首先经一阶RC滤波电路滤除高频谐波；再经方波转换电路将正弦信号转换成TTL电平；最后由电平匹配电路将TTL电平转换为数字信号，输入至CPLD单元；输入前端处理单元第三部分由差动放大电路、电平匹配电路组成，对于第二组信号，首先由差动放大电路放大，再经电平转换电路转换为数字信号，输入至CPLD单元；A/D转换单元由双通道同步采样A/D转换芯片及其外围电路组成，对输入前端处理单元第一部分的输出信号进行双通道同步高速采样，实现模数转换后数据输出至DSP单元；CPLD单元对输入前端处理单元第二部分的输出信号依次进行鉴相细分、可逆计数、数据锁存后输出至DSP单元进行读取处理；CPLD单元对输入前端处理单元第三部分的输出信号依次进行可逆计数和数据锁存后输出至DSP单元进行读取处理；DSP单元对A/D转换单元的输入信号完成幅值频率检测、失真度检测、相位差检测，对CPLD单元中数据锁存后的输出信号进行导轨故障检测；DSP单元的输出信号至TFT液晶显示单元显示；TFT液晶显示单元实时显示信号幅值、频率、失真度、相位差、计数值、导轨故障位置；时钟生成单元为CPLD单元和DSP单元提供时钟信号；系统电源单元由外部电源适配器提供电源，并将提供的电源转换为相应的适合电源提供给其他各单元。