数控系统和机床的测量系统是现代数控机床的关键部分,尤其是机床的测量系统,它是保证机床高精度的前提条件。而传感器又是测量系统的关键部件,但是目前的传感器市场基本上是国外产品的天下,少有自主知识产权的传感器且数控系统和机床大多无法和国内传感器兼容。如果能让数控系统和机床顺利的和国内产品对接,对国民生产,国防建设等有着非常重要的意义。本文对传感器的研究现状及发展方向进行了综述,重点介绍了当前市场上非常普遍的一款国外编码器的工作原理及信号交换方式。同时对其优、缺点进行了分析。然后本文介绍了一种国内具有自主知识产权的传感器—时栅传感器,对其相关产品及其基本原理进行了综述。最后重点介绍了其中一款已经成型并且具有良好市场前景的时栅传感器的基本工作原理及信号交换方式。同时对其优、缺点进行了分析。本文“基于时栅传感器的编码器信号研究”是在时栅传感器(具有自主知识产权并获得国家发明专利金奖的产品)的基础上就其与当前主流传感器—光栅传感器系统的信号兼容性问题进行的较深入研究,对推广自主知识产品,发展民族工业具有重要的意义。本文详细介绍了绝对式光栅及绝对式时栅传感器的信号交换原理,分析了两者之间的共同点和差异。在计算机辅助设计的基础上,秉着经济适用的原则,提出了一套以单片机为核心的如何将时栅信号转换为光栅信号的系统的设计方案。本系统以两个主要的功能模块为核心。信号转换模块(模块1)与时栅传感器相连,接收绝对式时栅传感器信号并将其转化为绝对式编码器信号。其主要由一个单片机为核心,用其串口接收绝对式时栅传感器信号,并用软件的方式进行解码,然后再针对信号转换过程中的两个主要问题:1、如何实现由固定零位到可变零位的转变。2、如何实现输出信号由单圈到多圈的转变。设计了相关算法。用软件的方式解决了硬件上的难题,使得本设计的硬件简化,此乃本设计的一个特点。本设计的另一个特点就是在将转换后的信号输出时用单片机的中断引脚来接收同步时钟信号。这样就让作者在单片机的选择上可以选择更价廉物美的型号,而不用非要选择具有同步时钟信号传输引脚的高价格单片机,从而降低成本,产品更容易打入市场。模块1为本设计的核心。模块1的输出信号由信号验证模块(模块2)接收,模块2主要模拟绝对式编码器信号接收系统对模块1转换后的信号进行验证,看转换是否成功。最后做了与时栅传感器相连接的真机检测试验,并采集了相关数据,得出了误差曲线,然后根据对误差曲线的分析对系统进行了改进,最终得到了正确的设计。