| 中文摘要 | 第4-5页 |
| 英文摘要 | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1．1 课题的背景及意义 | 第9-10页 |
| 1．2 扭矩测试的国内外现状 | 第10-14页 |
| 1．2．1 应变型扭矩传感器 | 第10-11页 |
| 1．2．2 磁弹性型扭矩传感器 | 第11-12页 |
| 1．2．3 转角型扭矩传感器 | 第12-13页 |
| 1．2．4 其它型扭矩传感器 | 第13-14页 |
| 1．3 课题来源及主要工作 | 第14页 |
| 1．4 本章小结 | 第14-15页 |
| 2 总体设计 | 第15-20页 |
| 2．1 光栅法扭矩测量的原理 | 第15-17页 |
| 2．1．1 扭矩测量原理 | 第15-16页 |
| 2．1．2 光栅法扭矩测量 | 第16-17页 |
| 2．1．3 光栅法测量优点 | 第17页 |
| 2．2 系统总体设计方案 | 第17-18页 |
| 2．3 本章小结 | 第18-20页 |
| 3 光栅法扭矩测量 | 第20-37页 |
| 3．1 光栅传感器 | 第20-26页 |
| 3．1．1 光栅传感器的组成 | 第20-22页 |
| 3．1．2 工作原理 | 第22-25页 |
| 3．1．3 光栅辨向技术 | 第25-26页 |
| 3．2 光栅输出信号的数学模型 | 第26-29页 |
| 3．2．1 单光栅透射特性 | 第26-28页 |
| 3．2．2 两光栅迭合时的透射特性 | 第28页 |
| 3．2．3 莫尔光强分布 | 第28-29页 |
| 3．3 信号调理电路的设计 | 第29-36页 |
| 3．3．1 光电转换及前置放大电路 | 第30-31页 |
| 3．3．2 光电转换信号误差分析及补偿 | 第31-35页 |
| 3．3．3 整形及驱动电路 | 第35-36页 |
| 3．4 本章小结 | 第36-37页 |
| 4 实验平台的设计 | 第37-45页 |
| 4．1 实验平台的总体构成 | 第37页 |
| 4．2 被测量主轴的设计 | 第37-42页 |
| 4．2．1 轴的材料选择 | 第38页 |
| 4．2．2 轴的结构设计 | 第38-39页 |
| 4．2．3 轴的强度校核 | 第39-40页 |
| 4．2．4 键的设计 | 第40-41页 |
| 4．2．5 垫圈及锁紧螺母的设计 | 第41-42页 |
| 4．3 光栅副机构的设计 | 第42-44页 |
| 4．3．1 设计思想 | 第42页 |
| 4．3．2 光栅副安装机构设计 | 第42-43页 |
| 4．3．3 调节机构设计 | 第43-44页 |
| 4．4 定位机构的设计 | 第44页 |
| 4．5 本章小结 | 第44-45页 |
| 5 数据采集卡的软硬件设计 | 第45-80页 |
| 5．1 Xilinx的FPGA开发系统 | 第45-51页 |
| 5．1．1 Xilinx公司的FPGA系统简介 | 第45页 |
| 5．1．2 XC4000系列器件的功能描述 | 第45-48页 |
| 5．1．3 FPGA的同步设计方法 | 第48-50页 |
| 5．1．4 FPGA的设计流程 | 第50-51页 |
| 5．2 SST89C58单片机系统 | 第51-54页 |
| 5．2．1 SST89C58的性能简介 | 第51-52页 |
| 5．2．2 SST89C58的IAP功能 | 第52-53页 |
| 5．2．3 SST89C58的看门狗功能 | 第53-54页 |
| 5．3 硬件电路的设计 | 第54-69页 |
| 5．3．1 FPGA配置电路 | 第54-56页 |
| 5．3．2 辨向电路 | 第56-57页 |
| 5．3．3 相位差检测电路 | 第57-60页 |
| 5．3．4 简易信号发生器电路 | 第60-61页 |
| 5．3．5 通信接口电路 | 第61-63页 |
| 5．3．6 液晶显示控制电路 | 第63-66页 |
| 5．3．7 复位及看门狗电路 | 第66-67页 |
| 5．3．8 电源电路 | 第67-68页 |
| 5．3．9 译码及地址分配 | 第68-69页 |
| 5．4 数据采集及处理软件的设计 | 第69-77页 |
| 5．4．1 开发工具简介 | 第69-71页 |
| 5．4．2 基于FPGA的软件设计 | 第71页 |
| 5．4．3 基于单片机的数据处理软件程序设计 | 第71-77页 |
| 5．5 系统抗干扰技术 | 第77-79页 |
| 5．5．1 看门狗定时器内部复位法 | 第77-78页 |
| 5．5．2 接地及印制板抗干扰技术 | 第78页 |
| 5．5．3 数字滤波技术 | 第78-79页 |
| 5．6 本章小结 | 第79-80页 |
| 6 上位机串行通信模块软件设计 | 第80-86页 |
| 6．1 VC++简介 | 第80页 |
| 6．2 串行通信模块设计 | 第80-85页 |
| 6．2．1 串行通信函数与多线程函数 | 第81页 |
| 6．2．2 串行通信类CcomPort的构造 | 第81-83页 |
| 6．2．3 串口通信模块程序设计流程图 | 第83-85页 |
| 6．3 本章小结 | 第85-86页 |
| 7 调试及实验数据分析 | 第86-94页 |
| 7．1 实验内容与方法 | 第86页 |
| 7．2 信号条理系统的调试与实验分析 | 第86-89页 |
| 7．2．1 莫尔条纹及光电转换电路的调试与实验分析 | 第86-87页 |
| 7．2．2 前置放大及整形电路的调试与实验分析 | 第87-88页 |
| 7．2．3 系统联调与实验分析 | 第88-89页 |
| 7．3 数据采集系统的调试与实验分析 | 第89-92页 |
| 7．3．1 信号发生器电路的调试 | 第89-90页 |
| 7．3．2 相位差检测的电路的调试与实验 | 第90-91页 |
| 7．3．3 辨向电路的调试 | 第91-92页 |
| 7．4 上位机接口软件的调试与实验分析 | 第92页 |
| 7．5 系统联调与实验 | 第92-93页 |
| 7．6 本章小结 | 第93-94页 |
| 8 结论及展望 | 第94-96页 |
| 致谢 | 第96-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 附录：作者攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第101页 |