光电系统设计 (1)
光电系统课程设计
c．滤波：电源电路、放大电路
Av
输入信 号频谱
滤波器 频响曲 线
0
f0
f
光电系统课程设计
d． 优化布线： 回路设计 多层板应用 优选板材料
e． 软件算法
光电系统课程设计
四、机械性能设计
冲击、振动、加速度
1． 电路板安装固定方法 2． 电路板机械强度
（大小、形状、厚度、板材） 3． 元器件的固定方法 4． 电源线的抗拉、抗折强度 5． 外壳的机械强度
模拟电子技术 数字电子技术 单片机原理与接口技术 光学系统与光电探测器 电子电路制造工艺 电磁兼容性设计
光电系统课程设计
3、教学方法
讲课部分
a. 重点讲设计思路和设计方法 b. 从系统、从工程设计的角度来讲问题
系统：设计方案的系统性 知识结构的系统性
工程：理论联系实际
光电系统课程设计
工程设计部分 核心理念： DIY
1、 电路板的加工工艺
a．层数：单面、双面、多层 b．板材：酚醛(FR-1)、环氧（FR-4）、
聚四氟乙烯、陶瓷、挠性 c．表面工艺：
铅锡、镀金、阻焊、丝印 d．精细度：孔径 导线宽度 e．阻抗控制
光电系统课程设计
2．元件装插工艺：
人工流水线 自动装插
3．焊接工艺：
手工、浸焊、波峰焊、 回流焊、热风焊
光电系统课程设计
八、高新技术的应用
1、电子元器件方面
a . 通用数字逻辑器件： 淘汰系列：74xx→74LSxx→74Fxx 现用系列： COMS → HC/HCT → AC/ACT →LVT, LCX，LVC 电源：5V → 3.3V → 2.5V→ 1.5V
光电系统课程设计
光电系统设计(第一章、绪论)
contents
目录
• 绪论 • 光电基础知识 • 光电系统设计基础 • 光电系统的性能指标 • 光电系统的应用案例
01 绪论
光电系统概述
光电系统定义
光电系统是指利用光子与电子相互转换的原理，实现信息获取、 传输、处理和显示的系统。
光电系统的基本组成
光电系统通常包括光子发射器、光子探测器、光子传输通道和信号 处理电路等部分。
仿真与优化
通过仿真实验对光电系统进行性能评估和优化，提高系统的性能和稳 定性。
光电系统设计的优化方法
数学建模
遗传算法
建立光电系统的数学模型，通过数学分析 方法对系统性能进行预测和优化。
利用遗传算法对光电系统进行全局优化， 寻找最优解或近似最优解。
模拟退火算法
粒子群优化算法
模拟退火算法能够在一定范围内搜索最优 解，避免陷入局部最优解的困境。
卫星遥感系统
利用光电成像技术获取地球表面信息，进行资源 调查、环境监测等。
光学显微镜
利用光电成像技术观察微小物体，如细胞、微生 物等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
稳定性
稳定性是指光电系统在长时间工作或环境变化时，性能参数的稳定性和可靠性。 稳定性越高，系统的工作寿命和可靠性越有保障。
05 光电系统的应用案例
光电通信系统的设计案例
光纤通信系统
利用光波在光纤中传输信息，实现高速、大容量的数据传输。
可见光通信系统
利用可见光波段进行无线通信，具有抗干扰能力强、安全性高等 优点。
光的波动性
光是一种电磁波，具有振 幅、频率和波长等特性。
光的粒子性
光同时具有粒子特性，可 以表现出能量和动量等物 理量。
光电系统设计PPT课件
精品课件
还要调研什么？
1. 征询各使用单位对现有测量方法和仪器的改 进意见和要求，以及对新产品设计的要求和 希望。
2. 了解承担仪器制造工厂的加工条件、加工特 长，习惯和工艺方法等。
相关专利和国家（国际）标准也不能忘了哦
18
精品课件
仪器设计过程的文献与档案材料
1、参考文献： 在设计（申请）开始之前检索、查找所
乙（队员）：项目技术分析报告 丙（队员）：专利申请书 丁（或许有）：分项设计（光学设计任务
书、软件设计任务书、结构设计任务书、 市场调查分析及规划书）
5
精品课件
设计结果
1. 设计报告
项目申请报告 项目技术报告(含需求分析报告) 项目专利申请说明书 分项设计任务书
2. 个人附件
课堂报告PPT 项目管理（Project）甘特图 光学（光路）设计图纸、结构（外观）设计图纸…… 软件设计框图
精品课件
主题
第一，主题要创新 第二，主题要鲜明 第三，主题要集中 第四，主题要深刻
关键：主题的唯一性
23
精品课件
科学性的表现在于
首先要真实 其次要成熟 第三要先进 第四要可行
关键：准确、明白、全面
24
精品课件
选题
光刻系统（DUV,EUV） 光学显微镜（共焦、白光干涉……） 天文望远镜 激光器 激光3D打印机 内窥镜 激光干涉仪
获得，或是长期的积累。常见的是科技论文、 专利资料、专著等。
2、申请书： 为项目的实施向上级单位或资助单位说
明项目的必要性、可行性、先进性，及对项 目的目标、资金等作出规划。
19
精品课件
3、协议与任务书：
协议——项目的研制方与资金提供方
光电系统课程设计
光电系统课程设计一、教学目标本章节的教学目标是让学生掌握光电系统的基本原理和应用，培养学生对光电技术的兴趣和好奇心，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。
具体来说，知识目标包括了解光电系统的基本组成、工作原理和应用领域；技能目标包括能够使用光电设备进行实验操作，分析实验数据并得出结论；情感态度价值观目标包括培养学生对科学探究的热爱，增强学生对光电技术的自信心和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电系统的基本原理、光电设备的组成和操作、光电技术的应用等。
具体来说，教学大纲如下：1.光电系统的基本原理：介绍光电效应、光电器件的工作原理等；2.光电设备的组成和操作：介绍光电设备的结构、功能和使用方法；3.光电技术的应用：介绍光电技术在各个领域的应用案例。
三、教学方法为了实现教学目标，本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括讲授法、实验法、讨论法等。
具体来说：1.讲授法：通过讲解光电系统的基本原理和应用，帮助学生建立理论知识框架；2.实验法：通过实验操作和数据分析，培养学生对光电技术的实践能力和科学思维；3.讨论法：通过小组讨论和问题解答，激发学生的学习兴趣和主动性。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：选用光电系统相关教材，提供理论知识的学习材料；2.实验设备：准备光电实验设备，供学生进行实验操作；3.多媒体资料：提供光电系统相关视频、图片等多媒体资料，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多种方式进行，以全面、客观地评估学生的学习成果。
具体包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，以考察学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关的作业，评估学生的理解和掌握程度；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力；4.考试：设置期末考试，全面考察学生对光电系统知识的掌握和应用能力。
六、教学安排本章节的教学安排将根据学生的作息时间和兴趣爱好进行合理规划。
光电系统设计概述
2、数字电路设计
• 光电设计中的数字电路通过分析数字输人信号特性、系统对输出数字信号的 要求，进行数字输人测量电路和数字量控制输出电路的设计。根据对输人信 号特性和输出信号的负载能力要求考虑接口的设计。
4、系统可靠性设计
（1）硬件可靠性设计 1）元器件选择原则：满足性能要求、满足可靠性要求、降额设计、低功耗
设计。 2）电源抗干扰技术 3）系统接地技术 4）PCB设计技术 5）低功耗设计技术
（2）软件可靠性设计 硬件可靠性设计是尽可能切断外部干扰进人单片机系统，但由于干扰存在的
复杂性和随机性，硬件的可靠性设计并不能保证将各种干扰拒之门外，因此 要同时运用软件可靠性设计技术，两者结合可进步提高单片机系统的可靠性。 1）输入通道的软件可靠性 2）输出通道的软件可靠性 3）程序设计的可靠性 4）数字滤波技术
• 光电系统的分类从大类上通常分为主动光学系统和被动光学系统。 主动系统如激光测距、LED/激光位置检测、光学显示装置等。 被动系统包括图像增强器、红外成像仪、激光指示器和微光电视等。
光学系统的设计
• 光学设计通常始于空间光路布置，从简单的考虑镜头寻找对象/图像的距离 和尺寸、光圈、焦距长度等。
• 在明确对所设计光学系统的各项指标后，设计者要第一考虑的限制物理界面 的要求，进而根据系统要求和使用条件，决定满足使用要求的各种数据，拟 定出光学系统的原理图。
• 电子系统设计通常包含总体设计、模块设计、组装调试、性能测和文档总 结等环节。
1、模拟电路设计
• 模拟电路是电子系统的重要部分，也是影响整个系统成败的关键模块。需要 在分析模拟输入、输出信号需求的基础上。进行前向通道和后向通道电路的 设计。
光电系统设计概述
光电系统设计概述光电系统是一种将光信号转化为电信号或者将电信号转化为光信号的系统。
它在各个领域中都有广泛的应用，包括通信、能源、医疗和环境监测等。
本文将从设计的角度来介绍光电系统的概述，包括设计原则、组成部分和关键技术。
一、设计原则光电系统的设计原则主要包括功能实现、性能优化和可靠性保证。
功能实现是指根据系统的应用需求，确定系统所需的功能和性能指标。
例如，通信领域中的光纤通信系统需要实现高速传输和低误码率；医疗领域中的医学成像系统需要实现高分辨率和高信噪比。
性能优化是指通过选择适当的器件和参数配置，使系统在满足功能需求的同时，达到最佳的性能指标。
例如，在光信号的传输过程中，选择适当的波长和光纤材料可以减小光损耗和色散，提高传输效率和距离。
可靠性保证是指采取合适的措施，确保光电系统在各种环境条件下都能正常工作，并具有较高的系统可靠性。
例如，引入冗余设计、使用稳定可靠的器件和材料、进行充分的测试和验证等。
二、组成部分光电系统主要由光源、传输介质、接收器和控制电路等组成。
光源产生可控的光信号，常用的光源包括激光器和发光二极管。
激光器具有高亮度、狭谱性和相干性等特点，适用于长距离或高速传输系统。
发光二极管则具有低成本、小尺寸和较长寿命等优势，适用于短距离或低速传输系统。
传输介质用于传输光信号，常用的传输介质包括光纤和自由空间。
光纤具有低损耗、大带宽和抗干扰能力强等特点，适用于长距离传输。
自由空间传输则适用于短距离或非定向传输场景。
接收器接收传输介质中传输的光信号，并将其转化为电信号。
接收器一般包括光电探测器和前置放大电路等。
光电探测器将光信号转化为电信号，前置放大电路用于增强电信号的幅度和质量。
控制电路用于控制光源、接收器和其他辅助功能的工作。
控制电路可以实现对光源功率的调整、自适应增益的控制和信号解调等功能，以实现系统的稳定性和灵活性。
三、关键技术光电系统的设计涉及到多个关键技术，包括光学设计、电路设计和信号处理等。
红外测距系统设计(光电系统设计)
word本科生课程论文论文题目红外光电测距系统设计课程名称光电系统设计学生某某谷幸东、郭晓龙、何志毅、胡健辉学号201211911309、10、11、12所在学院理学院所在班级电科1123班指导教师汤照目录第一章绪论11.1 红外线概述11.2 红外传感器的分类11.3 红外传感器的应用21.4 AT89C52单片机概述31.5 MCP3001简介6第二章红外测距的工作原理与基本结构82.1 红外测距传感器简介82.2 红外线测距的工作原理82.4红外测距传感器接线102.5 红外测距系统的基本结构10第三章红外测距的硬件设计113.1 红外测距的实现构想113.2 系统硬件结构电路图123.3 各硬件电路设计123.3.1 复位电路123.3.2 时钟电路133.3.3 A/D转换电路143.3.4 LCD显示电路14第四章红外测距的软件设计154.1 系统软件结构框图154.2 软件程序设计164.3 源代码16第五章仿真测试215.1系统的软件的调试仿真21第六章 PCB图及元器件清单226.1 PCB图236.2 元器件清单23第七章课程设计任务分工及个人心得体会247.1任务分工247.2 设计心得体会24第一章绪论1.1 红外线概述红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线。
但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。
任何物体，只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。
它的波长介于可见光和微波之间。
红外辐射的物理本质是热辐射。
物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。
研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率X围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。
目前红外发射器件（红外发光二极管）发出的是峰值波长0.88uM~0.94uM之间的近红外光，红外接收器件（光敏二极管、光敏三极管）的受光峰值波长为0.88uM~0.94uM之间，恰好与红外发光二极管的光峰值波长相匹配。
200KW屋顶光电系统设计方案
200KW屋顶光电系统设计方案1. 引言本文档旨在提供一份关于设计200KW屋顶光电系统的方案。
该方案将包括系统架构、组件选择、电气参数以及设计考虑等内容。
2. 系统架构200KW屋顶光电系统的设计将基于光伏组件与逆变器的组合。
系统架构如下：该架构包括光伏组件、逆变器、电池储能系统以及连接到主网的电力接入点。
3. 组件选择在选择光伏组件时，应考虑以下因素：- 高效率：选择高效率的光伏组件，以提高系统的发电效率。
- 耐用性：选择耐用性较高的光伏组件，以确保系统的长期可靠性。
- 成本效益：平衡价格与性能，选择具有合理成本效益的光伏组件。
逆变器的选择也非常重要：- 适配性：选择适配于光伏组件的逆变器，以确保系统的兼容性。
- 高效率：选择高效率的逆变器，以最大程度地提高系统的发电能力。
- 可靠性：选择可靠性较高的逆变器，以确保系统的长期运行稳定性。
4. 电气参数根据200KW屋顶光电系统的设计需求，以下是典型的电气参数：- 额定功率：200KW- 额定电压：AC 380V- 频率：50Hz- 逆变器效率：95%- 光伏组件效率：20%请注意，这些参数可以根据具体需求进行调整和优化。
5. 设计考虑在设计200KW屋顶光电系统时，需要考虑以下方面：- 屋顶结构：确保屋顶能够承受光伏组件的重量并提供安全固定装置。
- 天气条件：考虑当地气候条件，选择适用于各种天气条件的光伏组件和逆变器。
- 电网连接：确保光电系统与主网的连接符合当地的电力规范和安全标准。
- 光照情况：评估屋顶的光照情况，以确定最佳的光伏组件布局和朝向。
6. 结论本文档提供了一份关于设计200KW屋顶光电系统的方案。
通过考虑系统架构、组件选择、电气参数以及设计考虑等因素，可以提供一种高效、可靠且符合需求的光电系统设计方案。
如有任何问题或需进一步讨论，请随时与我们联系。
光电系统的设计与实现
光电系统的设计与实现光电系统是由光学和电子学两个领域相结合而成的系统，主要通过光、电信号来实现对信息的采集、处理和传输。
光电系统的设计与实现需要了解光学和电子学的基础知识，同时也需要掌握一定的物理学和工程学知识。
本文将分别从光学和电子学两个角度，探讨光电系统的设计与实现。
光学的应用于光电系统中，主要涉及光的成像、衍射、干涉等基础理论和技术，下面主要就光学在光电系统中的应用作一些介绍。
光电系统中的成像技术光电系统的成像技术主要涉及光的折射、反射、成像透镜等知识。
成像的目的是为了将物体的信息转化为光信号，方便采集和处理。
成像透镜是光学系统中最常用的光学元件之一，它通过光的折射和反射的作用，将物体的光信息聚焦在一起，形成一个清晰的像。
根据成像透镜的种类和数量的不同，可以实现不同的成像效果。
如单透镜成像、多透镜成像、球面镜成像等。
对成像技术的应用，可以设计实现各种不同的光电系统，如用于图像采集、医学成像等。
光电系统中的干涉和衍射技术干涉和衍射是光学中的两个重要现象，也是光电系统中经常用到的技术。
干涉是指两束光相遇时出现的光的增强或消减的现象，干涉可以用来检测光学系统中的误差或者进行精度测量。
衍射是指光在通过一个孔或者障碍物时出现的弯曲现象，衍射可以用来分析光的传播特性和构成光学图像。
干涉和衍射技术在光电系统中广泛应用于交叉干涉、光栅衍射、奇异衍射等领域。
如在激光测量领域中，利用光的干涉特性，可以实现对物体尺寸和形状进行高精度的测量。
电子学在光电系统中的应用主要涉及电子元器件的选择和电路的设计，下面简单介绍一些典型的应用场景和技术。
光电传感器光电传感器是通过光信号对物体进行检测和测量的传感器。
光电传感器具有灵敏度高、响应速度快、精度高、体积小等特点。
实际应用中，常见的光电传感器包括光电开关、光电编码器、光电反射器等。
电路设计在光电系统中，电路设计是实现光电信号采集、处理和输出的重要一环。
通过合理的电路设计，可以使得光电信号的传输更稳定、更精准。
光电系统课程设计代写
光电系统课程设计代写一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：通过本章节的学习，学生需要掌握光电系统的基本原理、主要组成部分以及相关技术。
具体包括：（1）了解光电系统的工作原理及其在实际应用中的重要性；（2）掌握光电传感器、光电器件和光学元件的基本性能和应用；（3）熟悉光电系统的常见故障及其解决方法。
2.技能目标：通过本章节的学习，学生需要具备光电系统的基本设计和应用能力。
具体包括：（1）能够分析实际应用场景，选择合适的光电系统和组件；（2）能够运用光电系统解决实际问题，进行简单的系统设计和调试；（3）能够使用相关仪器设备，进行光电系统的实验操作和数据分析。
3.情感态度价值观目标：通过本章节的学习，学生能够培养对光电技术的兴趣和好奇心，认识光电技术在现代社会中的重要地位，树立正确的科学态度和创新精神。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电系统的基本原理、主要组成部分、相关技术和应用。
具体包括以下几个方面：1.光电系统的基本原理：介绍光电效应、光电器件的工作原理及其在光电系统中的应用。
2.光电系统的组成部分：讲解光电传感器、光电器件、光学元件等的基本性能和应用。
3.光电技术：介绍光电系统的常见故障及其解决方法，以及光电技术在实际应用中的典型案例。
4.光电系统的应用：分析实际应用场景，让学生了解光电系统在各个领域的应用和重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种：1.讲授法：通过讲解光电系统的基本原理、组成部分和应用，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际应用场景，让学生了解光电系统在实际工程中的应用和重要性。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，加深对光电系统的理解和掌握。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得，提高学生的积极性和主动性。
四、教学资源为了支持本章节的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5光电系统设计5.1引言在整个测控仪器设计中，电路系统担负着信息流的传递和控制的重要任务，是感知信息、处理信息、输出指令、操纵机构和元件的工具和载体。
随着机电一体化和测控一体化的不断进步，测控仪器正向着智能化、多功能化和高度集成的方向发展。
电路系统是感知信息、处理信息、输出指令、操纵结构和元器件的工具和载体。
测控仪器的许多功能都必须经过电路系统的参与才能完成。
电路系统的好坏、可靠与否、寿命长短，都直接影响整个测控仪器的工作。
一般而言，一个完整的测控仪器电路系统是由测量电路（信息输入通道）、中央处理系统（信息处理单元）、控制电路（信息输出通道）三大部分组成。
测量电路是信息流的输入通道，主要由信息处理电路和电源组成，其作用是将传感器输出的测量信号进行放大、滤波、细分、选通、变换和阻抗匹配等。
只有经过测控电路系统的放大、滤波、细分、选通和阻抗匹配等处理，才能将传感器输出的有用信号、无用信号以及代表不同信息的各种信号分开，将微弱信号放大，鉴别被测信号的微弱变化，将模拟信号转换成数字信号，以便中央系统处理。
中央处理系统是信息处理单元，它同时连接着测量电路和控制电路，即连接着信息输入通道和输出通道，是整个电路系统的核心，同时也是整个测控仪器的核心。
中央处理系统的作用是对测量电路送来的信号进行运算、处理、显示、存储、打印等，然后按照仪器的功能要求，向控制电路系统发出控制命令，并通过控制电路和执行器对被控参数实行控制。
控制电路一般是信息流的输出通道，它主要由控制电路、驱动电路、电源等组成，其作用是根据中央处理系统发出的命令，对被控参数实现控制。
控制电路通过接受来自中央处理器的控制命令对信号进行放大、转换、隔离、驱动等一系列操作，实现对被测参数的控制。
5.2 测控电路系统性能○1低躁声与高抗干扰能力为了保证高的测量精度，必须要求电路具有低躁声与高抗干扰能力，包括选用低躁声器件，合理安排电路，合理步线与接地，采取适当的隔离与屏蔽等。
采用具有高共摸抑制比的电路，对抑制干扰也有重要作用。
因为大多数干扰表现为共摸干扰，它同时作用于差动电路的两个输入端，采用高共摸抑制比差动电路能有效的抑制干扰。
○2低温漂、高稳定性影响电路稳定性主要是躁声、干扰，大多数电子元器件都有失调电压和失调电流，由于电路中有电流流过，电流具有热效应，从而使得电路元件受热，发生温度的改变，因为元件的参数会受到温度的影响，从而要减小温漂可以选择受温度影响小的器件或者使电路的热量可以及时的散出，特别是关键部位的温度。
电路工作稳定是保证电路精度的首要条件。
噪声与干扰引起电路在短时间内的不稳定。
电路长时间的工作的稳定性，元器件的老化，开关与安插件的弹性疲劳和氧化引起接触电阻变化等都是影响电路长期工作稳定性的主要原因。
○3线性与保真度好大多数情况下，要求系统输入与输出间具有线性关系，这是因为线性关系使用方便，在换档时不必重新定标，进行数模转换、细分、伺服跟踪时不必考虑非线性因素，波形不失真等。
保真度是由视、听设备中借用的概念。
为使波形不失真除要求电路有良好的线性外，还要求在信号所占有的频带内，有良好的频率特性。
5.3总体设计测控系统总体框图如图5-1所示。
对于本电路系统，共分为四大模块，即：传感器模块，信号处理模块，接口模块和计算机模块。
在系统正常工作时，传感器采集信号，经过测量电路处理输入到中央处理系统，经中央处理系统作数据处理后，输出到显示器上，同时发出控制信号到控制电路，来驱动步进电机转动一个角度，使系统进入下一个工作周期。
图5-1 测控系统总体框图5-2 测控电路系统原理5.4光电系统功能实现电路系统主要功能是信号转换、数据传输与自动控制，主要从精度、转换速率、自动化程度等方面来考虑整个系统的构造。
本系统主要从精度和自动化程度来构思整个系统的构造。
测控系统电路原理图如图5-2所示。
由电感传感器将测量头传递过来的齿形误差信息（X方向位移量）转换成模拟信号，并经过摸数转换成数字信号，通过I/O 端口送入计算机；由光栅位移传感器获取直线导轨的位移量（Y方向位移量），其作用有两方面：一方面通过采用信号发生器产生采样信号，采集齿形误差信息；另一方面通过莫尔条纹的计数单元获取导轨的准确位置，再通过计算获得齿形误差。
在齿形误差测量测控电路中共有三路信号：最上路信号是由电感测头测量位移量经十字片簧和杠杆机构放大、传递出来的输出信号。
经过放大、电平平移、限幅、A/D转换后通过PCI接口送入计算机处理。
另一路信号由光栅位移传感器采集导轨运动方向和位移量信号，经过放大、整形、细分判向和计数处理通过PCI接口送入计算机进行处理，并在相应个数计数脉冲后产生中断。
CPU输出脉冲控制步进电机转动实现导轨移动，从而使测头随齿行方向移动.5.5电感传感器及其信号处理电路5.5.1电感传感器单元由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。
这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。
当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。
电感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。
电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。
常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。
在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。
5.5.2 电感测量头的功能与选择功能是将测量头测量沿齿形线方向运动的偏移量通过测杆传递到片簧，计算出弹力的大小，再将弹力折算到测头的受力，电感传感器通过检测他们的受力，将测头的位移偏移量转化为电量输出。
电感测量头选择的是差动电感式测量头，其参数有：型号：DGC-8ZG/C（轴向式）重复误差：0.03 um测量范围：±0.5 N测量力：0.45—0.65 N总行程：3.0 um装卡尺寸：φ8f7 um外形尺寸：φ8×855.5.3 自举放大电路为减少信号丢失，我们需要较高的输入阻抗与电路匹配，若采用在电压输入端接电压跟随器，这会引入跟随器的共模误差，在要求较高的情况下我们采用自举式高输入阻抗放大电路，电感传感器的输出信号一般为-50 mv~50 mv，为便于处理，我们将信号放大100倍，若采用一级放大，由于存在干扰和漂移达不到要求，因此采用二级反向放大电路，每级放大10倍。
如电路5-3图示，自举放大电路就是利用反馈使电阻R1的下端电位提升到与输入端等电位，从而减小输入回路的索取电流，则整个电路的输入阻抗就被提高。
取R1=R2=10 kΩ kΩ。
第一级放大电路的输出电压Time0s50us100us150us200us250us300us350us400usV(C2:1)V(OUT2)-10V-5V0V5V图5-4自举放大电路图第二级放大电路的输出电压2o U = -67R R 1o U(5-3)第二级放大倍数2u A = -67R R =-10 (5-4)总放大倍数A=1u A *2u A =100 (5-5)输入端电流i=1iUR —22o iUUR -=2112iR R UR R - (5-6)入端阻抗i R =iU i=1221R R R R - (5-7)故当R1=R2时，输入阻抗有最大值。
5.5.4电平平移电路因为要进行后面的A/D 转换电路,而那是高低电平之间的转换,所以要将电路转变到0~10V 之间的范围之内,这样才好进行A/D 转换。
从电流的流向计算有15R V V iU --=16R V V -- (5-9)而又有R 15=R 16=10 k Ω 代入公式中可以得到V +=V -=2V V iU + (5-10)而从运算放大器的正端来考虑的话，可以算出知道V-= V+=2.5 V, 就刚好变成了0-10 V了。
通过上述的电路以后电压就刚好转换为了0-10 V了。
5.5.5限幅电路经过了电路平移以后电路在0-10 V里了,但是由于存在的干扰信号或者其他原因,使得平移后的信号并不是真的就在0-10 V里面,有可能比10V要大一点,或者说是比0V要小一点. 所以这样并不满足是在0~10 V以内了,这样就必须通过限幅的作用来控制在0~10 V内,从而进行A/D转换.10V5V0V0s50us100us150us200us250us300us350us400usV(C3:2)V(U5A:-)Time图5-8限幅度电路波形图5.5.6采样以及A/D转换因为采样的输出是高低电平,要通过计算机显示出来就必须通过转换成数字信号才可以,所以要进行A/D转换。
AD574A通过数据缓冲器与数据总线相连，而在这里向计算机送数字的时候必须给它一个地址端口才可以给计算机送数据，而由于AD574A是12位的数据输出，则必须把它分成两部分送出，先送低8位的数据，再送高4位的数据，所以在这里就必须给它设定两个数据地址口，所以我们必须向软件部分提供两个数据地址，而要使得AD574A正常工作就必须要驱动，有个使能端口地址，所以这里还要给软件部分提供一个使能端口地址。
此外还必须提供输出状态STS的地址。
关于AD574A的介绍：AD574A是一种高性能的12位逐次逼进式A/D转换器，它同ADC0809一样是常用的A/D转换器。
转换时间为25 μs，线性误差为±1/2 LSB，内部有时钟脉冲源和基准电压源，单通道单极性或双极性电压输入，采用28脚双立直插式封装。
AD574A由12位A/D转换器，控制逻辑，三态输出锁存缓冲器，10V基准电压源四部分构成。
12位A/D转换器可以单极性也可以双极性的。
单极性应用时，BIPOFF接0 V，双极性时接10 V。
量程可以是10 V也可以是20 V。
输入信号在10 V范围内变化时，将输入信号接至10 V(IN);输入信号在20 V范围内变化时，将输入信号接至20 V(IN);所以量化单位相应的就是10 V/(212)和20 V/(212)○2三态输出锁存缓冲器用于存放12位转换结果D(D=0～212-1)。
D的输出方式有两种，引脚12/8=1时（8的上面有一横杠），D的D(11)~D(0)并行输出；引脚12/8=0时（8的上面有一横杠），D的高8位与低4位分时输出。
○3逻辑控制任务包括：启动转换，控制转换过程和控制转换结果D的输出。