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处理器,DSP相关技术文章基于TMS320X2812型DSP芯片实现非接触式轴转角位移测量系统设计
a1 引言
高精度旋转角测量广泛应用于精密加工、航空航天和军事等领域。测量角度和角位移的方法有：水准管式倾角仪，圆光栅以及电阻应变式、电感式、电容式、光电编码式、磁阻式等角位移传感器。目前，利用圆光栅方法实现的高精度轴转角测量系统以其结构简单，操作方便，测量精度高等特点而得到广泛应用。这里提出一种基于圆光栅的非接触式轴转角位移测量系统设计，并配合新一代DSP处理器TMS320X 2812进行数据处理及控制，使得角位移的测量系统具有结构简单，灵敏度高，功耗小，响应快，测量范围广，可智能化，不受电磁干扰等特点。
2 系统结构及工作原理
图1给出基于TMS320X2812型DSP的旋转轴角位移测量系统基本结构。主要包括圆光栅、正交脉冲接口电路、DSP控制单元和显示单元等。圆光栅感测被测轴旋转角位移的变化，再将角位移变化转换为脉冲变化，经接口电路将圆光栅输出的正交脉冲传送到TMS320X2812型DSP的正交编码脉冲电路（QEP）模块进行测量计算，可直接通过LCD数码显示测量结果，还可将测量数据与上位计算机通信，或通过DSP输出的控制信号来控制被测体的旋转角位移。
2.1 圆光栅结构及工作原理
图2给出典型的圆光栅。它是由光栅环（主光栅）和读数头（指示光栅）组成。光栅环与读数头相干涉形成莫尔条纹，光栅每移动1个栅距，莫尔条纹就移动1个条纹间隔；光栅改变运动方向，莫尔条纹也随之改变运动方向，二者具有对应的运动关系。通过测量莫尔条纹的位移可获取标尺光栅的位移量和移动方向。
由于主光栅与读数光栅的夹角θ非常小，因此莫尔条纹方程为：
