4 实验装置及工作原理
4.1 实验装备
(1)DK7180(HCD800ZK)大型精密数控电火花成形机，配MDVA-105K脉冲电源柜和MD-P5扩展柜；
(2)PC－2000 系列 PC/386/486/586 专用 AD 卡 PS－2117；
(3)放电间隙检测分压接口电路；
(4)放电间隙状态判别与逻辑电路；
(5)计数及与 PC 机接口电路。
4.2 接口电路的工作原理
(1) 放电间隙检测分压接口电路
它将机床强电系统与数字系统分开。
(2) 状态检测电路
状态检测的依据是放电脉冲各种不同状态分量电压的特点。在接口电路完成后开始采集数据，包括脉冲电源输向间隙的同步等宽触发脉冲 Up2、接口电路处理后的放电间隙电压 U0 (如图5)。图中电阻器 R1、R2、R3、R4 选用合适值可使光电耦合器 GD1、GD2 分别工作于截止与饱和两种工作状态。在分流器W1、W2、W3、W4 的作用下，光电耦合器 GD3、GD4 输入、输出关系在某一电压范围内具有线性放大特性。输出结果为：① 反相电源脉冲的内部同步等宽触发信号 a (用于作为矩形计时窗和外部中断读与清零的源脉冲)；② 当R1输入为低电平，输出高电平信号 b (短路信号)；③ 输出正常火花放电的截止电压或稳定电弧放电的饱和电压信号 c;④ 高电平空载(开路)信号 d (这里需要一个参考电平 Uref2)。
图5 取样、光电耦合和局部放大电路原理图
于是根据a、b、c、d 端不同的高低电平，就获得了具有明显差别的不同放电状态。我们只需要设置参考电平 Uref1、Uref2，通过比较器 comp1 和 comp2逻辑电路组合获得各状态分量：短路信号 E1、正常火花放电 E2、稳定电弧放电 E3、开路放电 E4 (原理见图6)。
图6 状态判别逻辑原理图
(3) 高频计数与 PC 机接口
事实上经过前面电路的处理，我们得到了电源脉冲内部同步触发信号a，用这些信号作用于计数器，完成对E1、E2、E3、E4 分离计数。考虑到微机控制系统运算与终端输入输出的时间损耗，把信号 a 进行二分频和四分频得到 a1、a2，a、a1、a2 三者相与得到矩形脉冲窗 E，E 再分别与 E1、E2、E3、E4 组合，得到计数器的计数选通信号 E1、E2、E3、E4 (即实验时的取样周期等于4个放电脉冲周期之和)。这一部分在实验的初级阶段由软件实现。
