光栅莫尔信号微机综合补偿细分法及装置

摘要

本发明涉及一种用于位移测量的光栅莫尔信号微机综合补偿细分法及按此方法所组成的光栅位移测量装置。其主要特点在于按光栅莫尔信号实际表达式进行细分，可以消除表征莫尔信号质量的直流电平漂移、幅度波动、两路信号的等幅性和正交性误差对细分精度的影响，大幅度的提高细分精度和有效分辨率，降低对光栅副制造和装配调整精度的要求。为新一代高精度，高分辨率的光栅位移测量系统的实现提供了一个新的途径。

主权项

1、一种用于位移测量的光栅莫尔信号微机综合补偿细分方法，按照光栅莫尔信号的理想表达式y₁=Asin(θ)；y₂=Acos(θ)；θ=2πX/W进行细分，本发明的特征在于按照光栅莫尔信号的实际表达式对光栅莫尔信号进行细分，其表达式为： y₁=A_o1(θ)+A₁(θ)sinP₁(θ) (1) y₂=A_o2(θ)+A₂(θ)cosP₂(θ) (2) θ=2πX/W(3) 表达式中X表示位移量，W为光栅栅距，A_o1(θ)，A_o2(θ)为变化的直流分量；A₁(θ)，A₂(θ)为幅度调制函数，P₂(θ)，P₂(θ)为相位调制函数，由此表达式得到细分值号计算公式为： X₁= (W)/(2π) sin^-1(y₁-［A₁max(θ)+A₁mim(θ)］/2)/(A1min(θ)) (4) X₂= (W)/(2π) ｛cos^-1(y₂-［A₂max(θ)+A₂mim(θ)］/2)/(A₂min(θ)) -△P(θ)｝ (5) ΔP(θ)=P₁(θ)-P₂(θ) (6) 在区间0～π/4，π/2～3π/4，π～1 (π)/4 ，1 (π)/2 ～1^3π₃使用(4)式计算，在区间π/4～π/2，3π/4～π，1 (π)/4 ～1 (π)/2 ，1 (π)/2 ～2π使用(5)式计算细分值X，再与对应光栅一个栅距W为单位的大数值合成后，最终得到光栅位移值，式中A_1max(θ)，A₁min(θ)，A₂max(θ)，A₂min(θ)分别为A₁(θ)，A₂(θ)的峰峰值，ΔP(θ)为y₁，y₂两路信号的正交性误差。