5 送線機(jī)構(gòu)位移的辯向與細(xì)分
　　5.1 辯向
　　如果將莫爾條紋寬度用w表示的話，則在位置處分別安裝二個(gè)光柵管Ta,Tb，隨著莫爾條紋的上下移動(dòng)，在光敏三極管中感應(yīng)出和光線亮度相應(yīng)的電流，其波形呈睚弦波狀。光線暗時(shí)，電流小，光線亮?xí)r電流大。由于兩個(gè)光敏管所處的位置關(guān)系，其電流在相位上相差90°。
利用光敏三極管就可以檢測出指示光柵和標(biāo)尺光柵的相對位置，也就是它們的移動(dòng)位置。圖4為兩光敏三極管Ta,Tb所檢測出來的電流及放大后電壓波形。
　　圖4中，Ia是光敏管Ta的檢測電流，而VA則是由比較器入大之后所得到的對應(yīng)開關(guān)電壓。Ib是光敏管Tb的檢測電流，VB則是放大所得的對應(yīng)開關(guān)電壓。當(dāng)指示光柵向左稱動(dòng)、莫爾條紋向上移動(dòng)量，則形成圖4(a)中的電流電壓波形。當(dāng)指示光柵向右移動(dòng)時(shí)，則形成了圖4(b)中的電流電壓波形。
　　圖4(a)中的VA、VB波形說明，當(dāng)指示光柵左移時(shí)，VAVB的電平邏輯為00→01→11→10→00。
　　圖4(b)中的VA、VB波形說明，當(dāng)指示光柵右移時(shí)，VAVB的電平邏輯變化為00→10→11→01→00。
　　顯然，單片機(jī)根據(jù)電平邏輯的變化情況，可以判別出指示光柵移動(dòng)的方向，即送線機(jī)構(gòu)的位置方向，光柵左移為機(jī)構(gòu)送線，光柵右移為機(jī)構(gòu)復(fù)位。
　　5.2 細(xì)分
　　細(xì)分技術(shù)可在不增加光柵刻線數(shù)（線數(shù)越多，制造難度越大，成本越昂貴）的情況下，提高光敏三極管的分辨能力。由上面的分析可知，兩光柵相對移動(dòng)一個(gè)柵距，莫爾條紋移動(dòng)一個(gè)寬度W，光敏三極管的輸出變化一個(gè)電周期2π，若將該電信號直接計(jì)數(shù)的話，則光敏三極管的分辨率只有一個(gè)柵距的大小。為了能夠分辨比一個(gè)柵距更小的位移量，采用了四倍頻細(xì)分電路，該電路能在一個(gè)柵距內(nèi)，等間隔地分出四個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，即，使得計(jì)數(shù)脈沖的頻率提高了四倍，現(xiàn)柵距為0.01mm，細(xì)分后光敏三極管能分辨0.0025mm的位移，即，送線機(jī)構(gòu)的位移精度提高到了μ極。這對于送線長度控制來講已經(jīng)達(dá)到了很高的精高。
　　圖5是本測量系統(tǒng)采用的四倍頻細(xì)分電路及波形。上面已講到利用二個(gè)光敏三極管Ta、Tb可以辯向、如進(jìn)一步將二個(gè)光敏三極管輸出信號整形反相，可得到四個(gè)相痊診次為0°、90°、180°、270°的方波信號，它們分別經(jīng)RC微分電路，可得到四個(gè)尖脈沖信號。當(dāng)指示光柵正向移動(dòng)時(shí)，四個(gè)微分信號分別和有關(guān)的方波高電平相遇，與辯向原理的過程相似，可以在IC1的輸出端得到四個(gè)加法計(jì)數(shù)脈沖，IC2保持低電平。如圖5所示。反之，當(dāng)指示光柵反向移動(dòng)時(shí)，可以在IC2的輸出端得到四個(gè)減法計(jì)數(shù)脈沖。
　　6.結(jié)束語
　　利用光柵傳感位移測量系統(tǒng)對送線機(jī)構(gòu)位移量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量和控制，精度高，響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，不接觸、無磨損、抗干擾能力強(qiáng)，輸出信號大，實(shí)現(xiàn)數(shù)字讀數(shù)并通過單片機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)施數(shù)字控制，對提高電感線圈的繞制質(zhì)量和效率非常有用。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 殷純永.光電精密儀器設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1996