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年月农业机械学报第卷第期
大轮直径测量的多滚轮多模式采样方法
徐从裕余晓芬王标
【摘要】多滚轮法测量大轮直径比单滚轮法测量大轮直径对测量电路提出更高要求。针对测量滚轮光栅刻
线误差修正和测量数据相关分析的需要,提出了基于双计数器的多滚轮多模式采样技术,设计了多模式采样电路,
并给出了大轮“打滑”信号的辨识与剔除的仿真测量结果,结果表明,双计数器多模式采样方法能辨识出大轮表面
局部位置上的微弱“打滑”信号,采样数据可靠。
关键词:大轮直径测量采样方法多滚轮法光栅信号双计数器采样
中图分类号:. 文献标识码:

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的光栅信号多模式采样方法,运用双计数器的无间
引言
隙测量和采样模式的转换,在时间上或在空间上将
大轮外径绝对尺寸的精密测量是大尺寸测量中大轮周长任意进行等间隔或等角度的划分,以实现
的一个难题。多滚轮法是一种以冗余测量为多滚轮测量数据的同步采样、相关采样和大容量采
原理的大直径检测技术,该技术通过多滚轮的冗样,为大轮直径测量提供准确翔实的采样数据。
余测量和相关分析,理论上能够有效辨识并剔除测
大轮直径测量原理
量过程中的“打滑”信号,进而确保大直径测量值的
可信度。其中,多滚轮光栅信号采样方法是正确获多滚轮法包含多个测量滚轮,每个测量滚轮的
取测量信息的关键所在。本文提出的基于双计数器光栅零位与大轮的参考零位之间没有固定的相位关
收稿日期:—.—
国防军工计量“十五”计划重点资助项目项目编号:、安徽省高等学校省级重点试验室资助项目和合肥工业大学研究生科技
创新基金资助项目
徐从裕合肥工业大学仪器科学与光电工程学院高级工程师博士生, 合肥市
余晓芬合肥工业大学仪器科学与光电工程学院教授博士生导师
王标合肥工业大学仪器科学与光电工程学院博士生
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第期徐从裕等:大轮直径测量的多滚轮多模式采样方法
系,而且每个测量滚轮的光栅零位之间也没有固定普通采样法特点:存在计算机定时采样误差,即
的相位关系,如图所示。这就要求测量系统不仅图中的≠≠≠≠⋯,这样大轮相邻
要能够实现多测量滚轮光栅信号的同步测量,而且弧长的采样值原有的强相关性被打破,对可能出现
要能够实现测量滚轮的光栅零位与大轮的参考零位的“打滑”信号,辨识困难。对式中的、
之间相位差的精确测量,这样在每次测量结束后,除误差项,也因缺少相位检测值而无法得到修正。
了需要对测量滚轮总的转角进行计算外,还要根据
测量开始时刻和测量停止时刻的每个测量滚轮光栅
零位与大轮的参考零位之间的相位差进行测量滚轮
的刻线误差和圆度误差的修正,如图所示。
大轮参栅零位
图多模式采样示意图
图多滚轮法大轮直径测量原理示意图
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—定时采样法特点:采用硬件定时来启动双计数
器的交替计数。定时采样法实现了多滚轮在时间上
的同步采样。仿真试验证明,当大轮角速度∞在测
·/, \ \ /
量过程中保持恒定时,大轮相邻弧长的采样值之间
\ / 。就存在着很强的相关性,这对辨