黄 勇

(湖北民族学院 信息工程学院,湖北 恩施 445000)

光栅测距是以光栅传感器输出的莫尔条纹信号为基础，光栅信号处理系统将输出的信号通过细分、辨向和计数处理，从而将位移量转变为数字量，通过数显装置或PC机，可以将测试结果显示出来或实现自动测量.因此，在整个光栅测距系统中，对于光栅信号的处理是整个测试系统的关键.对于光栅信号的处理，传统的方法是采用单片机来处理，存在的主要问题是只能处理输入信号频率较低的信号，也就意味着在处理高频率小位移的光栅信号时响应不够快，不能正确的进行测量.针对上述问题，本文提出了构建一种基于DSP处理器的光栅信号处理实验平台，采用TI公司5000系列DSP处理器TMS320VC5402来实现对光栅信号的采集、滤波、细分、辨向和频谱分析，该实验平台具有多通道、智能化程度高的特点.

1 光栅传感器位移测量基本原理

图1 光栅传感器输出信号

本实验平台中采用的光栅传感器输出两路正交信号，其中一路为正弦信号，另外一路为余弦信号，图1给出了相差90°的两路信号，其中u1(x)与u2(x)可以表示为：

图2 光栅传感器位移测量模型

式中:u1(x)代表光栅传感器输出的一路信号，U0代表信号中的直流分量，Um代表信号的幅度，x代表光栅中指示光栅与标尺光栅的发生的相对位移，w代表光栅的栅距.

光栅测量系统工作时，当光栅输出信号变化一个周期时，则发生的位移量为一个栅距w.通过计算输出光栅信号的周期……