应用案例

1．系统概述：

本系统采用 PCL-833三轴正交编码计数器实现转角测量。在系统软件的设计过程中，采用动态连接库技术实现对编码器与PC的通信控制。

2．系统配置：

转角测量系统采用研华公司的 PCL-833三轴正交编码计数器卡实现转角测量。PCL-833卡的特点

PCL-833三轴正交编码器主要由24位可逆计数器、8259A中断控制器、地址译码器、可编程时基发生器、计数器模式控制器及采样频率可变的四阶数字滤波器构成。

PCL-833三轴正交编码器可以同时测量两个物体的转角，每路信号所使用的计数器相互独立，因此减少了仪器的测量延时，提高了测量精度。而且具有单端共地与差动输入两种信号接入方式，增强了对测量环境的适应能力，减少信号失真，提高被测信号质量。图一为PCL-833的构成及信号输入示意图。

测量时，用户可根据数据量、实时性要求灵活选用软件查询、中断或ＤＭＡ等测量数据传送方式。该模块具有很强的可编程性，它的大多数初始化参数及工作参数都可由软件编程进行设置，通过修改用户界面的有关参数即可改变仪器模块的工作状态，提高了仪器在测量角度时的灵活性。

3．    控制系统设计

随着计算机技术、现代测控技术和电子仪器的发展，基于 PC的积木式模块化仪器已经是各种测试仪器的发展方向。积木式模块化仪器的特征是：利用PC强大的开放性、兼容性功能，系统硬件由多种模块组成，每个模块实际上就是一个专用或多用途仪器板卡。采用这种设计模式，可以大大降低仪器的开放费用，充分发挥仪器的程控性，便于用户操作。

3.1 角度测量实现

1) 角度测量的基本原理

PCL-833利用外部脉冲信号工作，因此需要传感器把被测对象的转动变化转换为数字脉冲信号后，方可接入它的测量通道。根据PCL-833的工作原理及仪器系统的整体需要，选用由利德公司开发，根据光衍射原理工作的ＰＲ65型三轴正交编码传感器。它的一周用6000个摩尔条纹刻分，相当于传感器转轴每转动2π/6000度，传感器中的两个发光二极管(ＬＥＤ)就产生两个相位相差90度的脉冲信号。另外，传感器转轴转动一周，还要产生一个用来标定自身精度的脉冲信号。

图 3为传感器提供的三相脉冲输出信号示意图，其中Ａ、Ｂ两相相差90度，用来测试转角大小及转动方向，若Ａ相在Ｂ相前，表示传感器随同被测对象作顺时针运动，反之，则作逆时针运动。角度测量时，通过编程设置PCL-833中的可逆计数器的计数模式，可进一步提高测量精度。

2)角度测量实现

只有正确完成 PCL-833 各种状态参数、工作参数设置，才能实现角度测量。这些参数有的必须在仪器模块运行前设置，有的既可以在运行前设置，也可实时更改。仪器处于工作状态时， PCL-833 依据程序主界面的参数设置与所接收的脉冲数量，并根据数据触发锁存方式及数据传送方式 ( 软件触发、软件传送方式 ) ，不断把相应的计数器值存入到锁存器，而后传送到内存中去。由于计数器值并不是真正的转动角度值，必须对计数器值进行转换后才可显示到主界面上。角度测量的整个过程如流程图 4 所示。
PCL-833 的工作参数设置及角度测量最终要靠驱动程序来完成，本文采用美国ＮＩ公司的 LABVIEW 作为系统软件开发平台。设计驱动程序的主要思想是：根据 PCL-833 的Ｉ / Ｏ基地址及有关配置参数，采用ＶＣ ++ 编制硬件的动态链接库 ( ＤＬＬ ) 驱动程序，并利用 LABVIEW 自身所带的ＣＬＦ ( ｃａｌｌｌｉｂｒａｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎ ) 软件功能模块作为连接两个不同开发环境的桥梁，实现对硬件的驱动。动态链接库驱动程序主要有硬件参数设置与数值读取、转换两部分组成。