光栅传感器信号处理与TTL电平转换：第2版数字位置传感器技术详解

本章节内容主要围绕第十一章《数字式位置传感器》展开，详细探讨了光栅输出信号整形及其转换为TTL电平的过程，特别是在精密测量领域的应用。章节首先介绍了位置测量的两种方式——直接测量和间接测量，其中直接测量利用传感器直接测量直线位移或角位移，如直线光栅和角编码器，而间接测量则是通过旋转式传感器获取回转运动参数推算直线位移，如齿轮-齿条副的传动结构。 章节重点讲解了光栅传感器的工作原理，光栅是由莫尔条纹构成的，其输出的原始信号是正弦和余弦波形，经过整形电路处理，正弦信号延迟90度，形成脉冲序列，以便于后续的数字信号处理。整形后的信号被转换为TTL电平，这是一种常见的接口标准，便于与其他电子设备进行连接和数据传输。 光栅传感器的应用广泛，特别是在机床定位控制中，由于其高精度和抗干扰性能，常用于检测工作台的精确位移。例如，当使用光栅读数头配合光栅尺，可以直接测量直线机床的位移量，避免了转换误差。对于间接测量，通过角编码器测量回转运动的参数，结合齿轮-齿条副等传动机构，可以计算出与之关联的直线位移，如齿轮转动角度与齿条移动距离的关系。 此外，章节还提到了如何利用数字式直线位移传感器进行精确测量，以及如何通过齿轮-齿条副等传动机构实现旋转运动到直线运动的转换，同时强调了消除传动过程中间隙误差的重要性。通过这些技术，数字式位置传感器在现代制造业中的应用得到了充分展现，提高了设备的精度和效率。 总结来说，本章内容深入浅出地讲解了数字式位置传感器的基础理论、工作原理和实际应用，对于理解和掌握光栅信号处理技术以及在精密测量和自动化控制中的应用具有重要意义。