一种绝对式直线光栅尺及其编码方法

摘要

本发明旨在提供一种制作方便、测量快速且测量精度高的直线光栅尺以及该光栅尺码道的编码方法。本发明通过一种编码方法，得到一串伪随机编码，可以把刻线按照伪随机编码标记在光栅尺的绝对码道上，产生一条连续的带编码信息的绝对式刻线；当每次开启或复位时，不需要移动就可以读取直线光栅尺的绝对位置信号信息；在工作状态下也能随时准确快速的读取当前的绝对位置信号信息。本发明可应用于测量领域。

主权项

一种绝对式直线光栅尺的编码方法，所述绝对式直线光栅尺包括读数头装置和尺身，在所述读数头装置内设置有CPU,在所述尺身内设置有玻璃光栅，所述玻璃光栅上刻有绝对码道和增量码道，所述绝对码道是一条连续的非等间距排列的光栅刻线，这条光栅刻线是按照伪随机编码排列，增量码道是一条等间距排列周期性光栅刻线，所述读数头内设有光学扫描装置，当所述读数头装置沿尺身运动时，通过所述读数头装置内的所述光学扫描装置扫描所述玻璃光栅上的光栅刻线产生光电信号，该光电信号通过信号处理单元处理后，得到绝对式光栅尺的位置信息，确定直线光栅尺的绝对位置；该编码方法对玻璃光栅上的码道进行编码制作，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）通过伪随机编码方法，得到三个伪随机序列m₁、m₂、m₃，每个伪随机序列采用周期循环的伪随机序列进行编码，分别选用10位、7位、3位序列伪随机码，周期分别是2¹⁰‑1=1023、2⁷‑1=127、2³‑1=7,三个伪随机序列m₁、m₂、m₃的位元分别为1023个、127个、7个，三个伪随机序列分别为：伪随机序列m₁：11111111110000000111000011 …… 11011100111000111000，伪随机序列m₂：111111100001110111100101100 …… 00101000110111000，伪随机序列m₃：1110010；（2）由三个伪随机序列m₁、m₂、m₃按周期循环的排列得到相应的伪随机序列码m_a、m_b、m_c，其中，m₁共循环127×7次得到m_a，m_a伪随机序列码共有909447个位元；m₂共循环1023×7次得到m_b，m_b伪随机序列码共有909447个位元；m₃共循环1023×127次得到m_c，m_c伪随机序列码共有909447个位元；（3）将伪随机序列码m_a、m_b、m_c进行复合得到复合代码序列W_n，其中n为1～909447的任意整数，每个复合代码W_n由三个位元组合而成，这三个位元分别从伪随机序列码m_a、m_b、m_c中按顺序抽取，复合代码序列W_n共有909447×3个位元，每个位元对应绝对码道上的一个条纹，其中位元值0代表暗条纹，位元值1代表明条纹；（4）以十个复合代码为一个单位进行扫描并译码，每十个复合代码对应于伪随机序列m_a、m_b、m_c分别得到三个译码值，该三个译码值确定玻璃光栅上的一个绝对位置；（5）对复合代码全部进行译码，每三个译码对应一个绝对位置，将整条光栅尺上的绝对位置刻线得到绝对码道，并将对应的数值制成数据表且存储到所述读数头装置内的CPU内；（6）在玻璃光栅上的增量码道上均匀排列设置增量线纹，其中明线纹和暗线纹的宽度相等，每组复合代码W_n对应条纹的边沿和增量线纹的边沿对齐，每组复合代码的线纹宽度等于增量光栅线纹周期。