基于ATmega16的数字光栅位移测量系统

2011-07-13齐树毅丁进军

电子设计工程 2011年22期

周洋，齐树毅，丁进军

（1.中国人民解放军92038部队山东青岛 266100；2.海洋石油工程股份有限公司天津 300451；3.中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛 266100）

随着社会的发展和科技的进步，工业操作中对位移测量的精度要求越来越高。在迅速发展的计算机技术和大规模集成电路技术的推动下，位移检测设备也发生了巨大的改变。在此背景下，光栅尺测量系统应运而生。光栅尺，属光电传感器，多运用在精密机加工和数控机床上，用来精密测量物体的位移，是现代测量领域中广泛应用的一种传感器。光栅尺测量系统以高精度、高稳定性、大量程、可实现动态检测等优点在当今测量系统中占有明显的优势，并成为我国工业现代化重点推广的技术。

文中基于AVR单片机设计了一套数字光栅数据处理系统。整个系统使用ATMEL公司的ATmega16L单片机作为核心的微控制器来控制各个功能模块。主要功能模块有定时器模块、串口数据接口模块。光栅尺每脉冲当量为4 μm，要求其分辨率为1 μm。单片机对光栅尺传感器输出信号进行采集，光栅位移细分，数据处理。位移量通过光栅的透射转换成莫尔条纹的运动，然后经光电转换成脉冲信号输出，这样，我们只要记录脉冲信号的数目，以及位移停止时的最后一个状态，就可以计算出位移量的大小，达到了1 μm的分辨率。