文档介绍：浙江大学信息学部
硕士学位论文
基于锥形光栅的高分辨率绝对式光学编码器
姓名:杨静
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:林斌;袁波
20100101
摘要光学编码器是集光、机、电为一体的测量装置,采用一定的编码方式制作的码盘对入射光进行光调制,然后通过光电转换将角度、位移等物理量转换为电信号,接收信号经处理后可得到待测信息,实现位置动态检测和实时控制以及速度、加速度等的测量。由于光学编码器分辨率高、测量范围广、使用可靠,易于维护等优点而被广泛应用于雷达、经纬仪、数控机床、机器人等军工、国防、自动控制诸多领域。相对于增量式光学编码器,由于绝对式编码器能实现绝对位置的实时测量,没有累积误差等诸多特点,因此在许多场合有重要的作用。但是绝对式编码器存在分辨率与尺寸的矛盾,分辨率的提高依赖于圈数的增加。针对这个问题,我们设计了锥形光栅采用衍射的方法在传统绝对式编码的基础上进一步细分,使编码本文首先对绝对式编码器现有编码方法和原理进行分析和讨论,主要是格雷码、矩阵码、单圈绝对式码等,总结其优点与不足,为本系统选择合适的粗分方案提供理论依据。在码盘粗分的基础上,创新采用了锥形光栅的理论实现进一步细分。锥形光栅的栅距呈线性周期性变化,在较小的通光范围内可以近似为均匀光栅,衍射条纹反应了当前的位置信息。合理设置光栅参数可以实现很高的分辨率,较传统编码方法高的细分倍率可以有效减小码盘尺寸。本文就锥形光栅实现细分的理论原理、锥形光栅的参数设置、光栅衍射现象的模拟仿真与实验验证等方面做了详细根据锥形光栅的特点,设计了适合本方案的编码器系统,包括码盘的照明、图像的接收以及数据的处理部分。分析了影响绝对式光学轴角编码器精度的各种因素,并提出具体的改进措施。为实现本细分方案的实用化做了准备。关键词:绝对式光学编码器锥形光栅衍射半导体激光器线阵数字图像处理器兼具小型化与高分辨率的要求。阐述。浙江大学硕:貉宦畚
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律一九期学位论文作者签名:,也不包含为获得逝望盘堂或其他教育机构的学位或构送交本论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签字同期:加归年;月,月本学位论文作者完全了解有权保留并向国家有关部门或机可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名:导师签名:签字日期:如协年孓月,浙江人学硕:仁学位论文
致谢本论文的工作是在博士生导师林斌教授、曹向群教授以及袁波副教授的指导下完成的。在我即将结束硕士阶段的学习之际,对各位老师无私的付出和同学们首先衷心感谢我的指导老师林斌教授在学习和生活上给我的悉心培养和无微不至关怀。林老师渊博的学术知识、丰富的科研经验、谦逊的学者风范给我们树立了很好的榜样,也给我留下了深刻的印象。在学习中,林老师常在繁忙的工作之余指导我们勤做,培养能力;科研中遇到困难,林老师寥寥数语常能拨云见日,把握清晰的方向。两年多的硕士学习期间,我的理论知识和实践动手能力得到很好的锻炼,独立从事科研工作的能力有了很大的提高。非常庆幸有这曹向群教授主持我们实验室的的日常工作,指导学生的科研活动,多岁高龄仍活跃在工作第一线。作为光栅专家,曹老师对光栅理论有着深入的理解,对光栅相关知识常有独到的见解,我的课题正是基于曹老师的奇思妙想之下。在课题进行的过程中,亲自督导课题的进展情况并及时对出现的问题给于纠正。在此对曹老师的无私付出表达衷心的感谢和崇高的敬意。祝福曹老师周易编码理论事从理论分析到实验验证,再到论文写作,我的整个工作都得到了袁波副教授耐心细致的解答和指导。他扎实的学术功底和一丝不苟的工作作风使我由衷的佩服。理论分析不到位,袁老师亲自演算;实验经常遇到困难,袁老师和我一起动手搭实验装置;论文写作不规范,袁老师给予细致的批改。没有袁老师的指导,我不可能这么顺利的完成论文,非常感谢袁老师给予的莫大帮助。感谢已经毕业的金芳师姐和继续读博的陈庆光师兄的照顾。金芳师姐的优秀毕业论文是我们的榜样,陈庆光师兄是我们的学术带头人,在他的指导下学到了很多经验,掌握了很多知识。作为实验室大师兄,陈庆光在学术生活等方面都是我们的表率,给师弟师妹们诸