文档介绍：要摘计量光栅测量技术是以光栅付形成的莫尔条纹信号为检测基础。以计量光栅为核心组成部件的光电传感器,通过将莫尔条纹信号进行放大、整形、细分和辨向等处理,可将输入的机械量转换成相应的数字量,与数显装置或计算机连接构成测量、控制系统,易于实现机器及仪器的自动测量、数字测量与数字控制。随着光栅加工技术的进步,光栅莫尔信号的质量得到了较大的提高,同时,光电传感器件的发展也使光电转换信号能够更为真实地反映莫尔条纹信号。因此,信号的处理能力在很大程度上决定了整个光栅检测系统的测量精度、测量速度和抗干扰能力等多方面指标,是光栅测量系统的核心。论文简叙了光栅测量的发展及国内外研究现状,介绍了当前存在的光栅莫尔信号检测及处理的方法,分析了各种方法的特点和存在的不足,从而采取了以数字信号处理器为核心的“奔芄沟拇砥教ā主要负责信号的采集和处理,饕M瓿上低车淖芴蹇刂坪图虻サ氖莺蟠怼论文在为单光栅付的绝对位移测量选择一种有效测量方法的同时,针对双光栅付之间的位移差测量设计了一种测量方案,并给出了与之相对应的软件程序,使系统硬件处理平台既适合于单路光栅信号、双路光栅信号的绝对位移测量,又适用于两路光栅信号间的相对位移测量,具备很好的灵活性和通用性。为使系统在软件和硬件两个方面更加完善,论文根据蚆的功能特性设计了适合光栅莫尔信号的数据采集和数据通信电路,以充分发挥蚆的各自优势,提高系统性能;探讨了光栅输出莫尔条纹信号的特点及其对数据处理的影响,设计了合适的致瞬ㄆ鞑⑼ü绦蚴迪郑环治隽斯庹ぴ诟丛釉动情况下动态数据特点,优化了细分和辨向程序的设计;充分考虑信号处理过程可能出现的意外状况,增加了系统排除错误的能力;为系统增加了串行口通讯和允荆共饬扛V惫邸论文最后对光栅信号处理系统进行了整体调试,并对调试结果进行了分析,提出了进一步的改善措施,以获取更好的测量效果。关键词:计量光栅,数字信号处理器,瞬ǎ阜郑嫦重庆大学硕士学位论文中文摘要
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⒄光栅作为精密测量的一种工具,已在精密仪器、坐标测量、精确定位、高精度精密加工等领域得到了广泛的应用。计量光栅测量技术是以光栅付形成的莫尔条纹藕盼<觳饣 R约屏抗庹の:诵淖槌刹考墓獾绱ǜ衅鳎通过将莫尔条纹信号进行放大、整型、细分和辨向等处理,可将输入的机械量转换成相应的数字量,与数显装置或计算机连接构成测量、控制系统,易于实现机器及仪器的自动测量、数字测量与数字控制。随着光栅加工技术的进步,光栅莫尔信号的质量得到了较大的提高,同时,光电传感器件的发展也使光电转换信号能够更为真实地反映莫尔条纹信号。因此,信号的处理能力在很大程度上决定了整个光栅检测系统的测量精度、测量速度和抗干扰能力等多方面指标,是光栅测量系统的核心。当被测物以一种缓慢、均匀且有规律的方式运动的时候,可以通过简单的或常规的方法来实现其位移测量。但在工程实际中,被测物往往存在往复、变加速等复杂的运动情况。因此,对于采用光栅来实现直线位移和角位移测量的检测系统来说,研究具备较高测量精度和较快测量速度,能够处理复杂运动光栅的输出信号,且适合于单光栅付绝对位移和双光栅付绝对、相对位移测量的莫尔信号处理平台,具有很强的实用意义。作为一种实现高精度、大量程、高分辨率位移测量的手段之一,计量光栅技术在精密仪器、超精加工、数控机床等领域得到了广泛的应用。年英国物理学家甊褪紫忍岢龉庹つ6跷频墓こ碳壑担敝羖兰甏嗣遣开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。年德国状碊粗工艺,也就是在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺,这才能制造高精度、价廉的光栅刻度尺,光栅计量仪器才能为用户所接受,进入商品市场。年,英国公司的爱丁堡实验室建立了第一个利用莫尔条纹系统测量位移的工作样机,并取得了专利【”。从此,陆续出现了许多种利用莫尔条纹来精密测量位移的光学方法。目前全世界能够制造光栅测量系统的国家除我国以外还有德国、日本、美国、英国、西班牙、奥地利、印度、意大利、韩国等。在所有具备光栅测量系统制造重庆大学硕士学位论文论
步距为既范任J、,以德国的海德汉公司最为著名。半个世纪以来其技术、品种、产量都绝对领先于其他国家】。年开始开发光栅尺和圆栅编码器,并制造出栅距为线/的光栅尺和撸5脑补庹げ饬肯低常能实现⒚缀蚻角秒的测量分辨力。年制造出了栅距为线/的封闭式直线光栅编码器。在年代又推出艺,是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅。并在光栅一个参考标记阄的基础上增加了距离编码。在年又提出一种新的干涉原理,采用衍射光栅实现纳米级的测量,并允许较宽松的安装。年推