光栅莫尔条纹细分及辨向方法研究

提出了一些新的基于数字处理技术的莫尔信号细分及辨向方法.单光栅副莫尔条纹采用差值细分方法;双光栅副莫尔条纹采用乘积细分法.将信号进行区间划来实现辨向.实验采用DSP器件内置的高速A/D模块实现数/模转换,利用DSP专用指令实现信号的滤波、细分和辨向.实验结果表明,单光栅副和多光栅副的细分精度分别为3"和0.3".     

计量光栅信号质量综合评价系统

光电轴角编码器中的莫尔条纹信号质量决定了整个系统的细分精度。计量光栅信号质量综合评价系统由编码器、数据采集卡和相应的软件组成，采用一种以莫尔信号离散采集和数据处理为主的数字化检测方法，实现了莫尔条纹信号质量各项指标的评价，对提高测量精度以及光栅系统的设计具有一定意义。     

两种莫尔条纹信号对光栅系统测量精度的影响

对两种莫尔条纹（光闸条纹和横向条纹）信号的谐波含量以及它们对光栅系统测量精度的影响进行了分析，并用实测数据加以比较，指出在光栅系统中，取横向莫尔条纹信号的谐波量小，正弦性好，细分误差小，在其它参数相同的情况下，可提高系统的测量精度2倍左右。     

光栅莫尔条纹信号正交误差的补偿

为了补偿在作用微处理器对光栅莫尔条纹信号进行相位细分时，由于两路莫尔条纹信号不正交所引起的误差，推导了正交误差方程并给出了求解方法和相应软件。实验证明，引入相应补偿程序之后，细粉数明显提高。     

CCD用于莫尔条纹细分的技术

应用ＣＣＤ元件进行光栅莫尔条纹的细分是一项新技术。它利用ＣＣＤ具有自扫描能力的特点，能将光强随空间分布的莫尔条纹信号转换成随时间变化的电信号，光电信号的时间位相对应于莫尔条纹的空间位相。通过适当的电路处理，给出信息的过零点到ＣＣＤ起点的方波。采用单片机测脉宽的方法，即可实现莫尔条纹位相的高倍率细分。实验结果表明，分辨率可达到０．０２μｍ，线性也较好。     

应用光栅自成像的编码器莫尔条纹信号提取

为解决高密度圆光栅的工程应用难题,应用光栅自成像原理,用较大的光栅副间隙获得了高质量的莫尔条纹信号.文中用傅里叶光学理论分析了单色平面波照明下的双光栅菲涅耳衍射场,建立了双光栅菲涅耳衍射场光强分布的数学模型,并用MATLAB软件对光栅菲涅耳衍射像光强分布和莫尔条纹信号进行了数值仿真,分析了各种参数对莫尔条纹信号的影响,最后通过信号提取实验对理论分析进行了验证.     

浅述计量光栅技术

利用光栅的莫尔条纹原理,把计量光栅作为精密计量元件,广泛应用于仪器仪表及机床等方面,有利于实现测量的自动化、数字化以及动态测量,并有利于提高测量精度。本文主要从莫尔条纹原理、计量光栅系统设计、光栅细分技术等方面对计量光栅测量技术及其特点进行介绍。随着现代电子技术的发展,计量光栅技术被应用于更多更广泛的领域,并向着纳米级精度突破。     

数显式万工显数显装置常见故障及处理

一、数显装置的工作原理数显装置由光栅传感器和光栅数显表组成 ,基本组成部分如图 1。光栅传感器的结构如图 2。光源 1发出的光经聚光镜 2形成平行光 ,通过主光栅 3和副光栅 4产生明暗相间的莫尔条纹 ,当主、副光栅发生相对位移时 ,莫尔条纹发生相应变化 ,光电接收器 5 (一般为硅光电池或光电三极管 )接收莫尔条纹信号 ,并将光信号转换为电信号 ,此电信号随莫尔条纹的变化而变化 ,其变化的曲线近似为正弦波 ,经滤波、放大、整形、计数、送入计算机处理 ,在数显表上给出结果 ,并可打印、记录。数显装置采用的是开启式光栅传感器 ,在图 2中 :…     

基于时间序列分析的光栅信号时域细分方法（英文）

针对光栅细分倍数和精度受到莫尔条纹信号质量限制的问题,提出一种基于时间序列分析的光栅信号时域细分方法.首先利用等空间间隔的栅距与采样时间周期的对应关系,将空间栅距转换为时间序列.然后利用时间序列分析中的自回归模型进行建模预测,并采用最大似然估计法计算模型参数.最后在预测时间内发送出代表位移的细分脉冲.实验表明,细分倍数为400或800时的角位移细分误差均为±2.4″,且光栅运动加速度及其变化率越小,细分误差越小.此细分方法一定程度上降低了对光栅信号质量的依赖,具有一定的应用价值.     

双轴转台角速率检定装置设计

设计了一种由圆光栅、读数头、细分电路、信号采集系统和专用检定工装构成的检定装置,实现了双轴速率位置转台角速率误差检定。设计了龙门滑轨式双读数头调整支架,采用两路光栅圆周对径安装的方式,解决了检定过程中圆光栅环安装偏心引入误差大的难题;采用莫尔条纹细分技术设计了光栅测角信号采集及处理电路,降低了光栅测量细分误差;研制可调式专用芯轴等检定工装,简化了测角系统和被测转台的装配工艺,提高了检定工作效率。     

基于EMD算法的光栅莫尔条纹信号去噪方法研究

针对计量光栅莫尔条纹信号的质量问题,提出了基于经验模态分解（EMD）算法对非平稳光栅莫尔条纹信号模型的去噪方法。建立非平稳的光栅时变信号模型,利用EMD算法不需要定义滤波器参数的自适应性优点,对添加不同噪声的多组光栅信号模型进行了滤波分析的仿真实验,其信噪比和均方根误差两项指标优于均值滤波、小波阈值去噪方法。对两路正余弦理想信号添加高次谐波分量,通过对比EMD算法抑制高次谐波前后的李萨如图形,验证了该方法在去噪过程中对光栅莫尔条纹信号正弦性误差补偿的良好效果。     

基于增量式光电编码器细分的自适应滤波技术研究

利用光栅副调制原理,在建立了光栅副调制几何光学模型与物理光学模型的基础上,提出了一种针对增量式编码器细分的自适应滤波方法。分析莫尔条纹光电信号输出波形不确定的原因,通过自适应滤波方法将高频信号滤除保留基频信号。自适应滤波效果等价于一个中心频率为基频的窄带带通滤波器,当基频随机变化时其通带也会随之改变。实验证明采用这种自适应滤波技术可以较好地滤除计数信号中除基频外所有高频分量,使莫尔条纹光电信号输出波形趋近于标准正弦波,将信号失真量减小了约7/8。     

关于光栅式量仪光栅的调整与步骤

光栅式量仪是基于用光栅通过光电元件实现光电转换的仪器。该仪器的基准元件是光栅。因此 ,如何调整光栅是满足光栅式量仪准确度的关键。在调整光栅过程中 ,主要从调整光栅间隙和莫尔条纹这两方面着手。下面分别加以叙述。一、光栅间隙尺寸的选择用主光栅和指示光栅形成莫尔条纹时 ,为避免擦伤 ,不允许零间隙。这样 ,在主光栅和指示光栅之间形成一段距离。这段距离 ,我们称为光栅间隙。光栅间隙的选择是很重要的。间隙是否正确 ,直接影响莫尔条纹的清晰度和光电信号强弱。间隙小时 ,莫尔条纹反差强 ,灯丝发散角的影响和光轴与光栅表面不垂直…     

提高莫尔条纹正切法细分精度的改进算法

为提高莫尔条纹信号正切法细分的精度和倍数,应用改进算法对原始信号进行数据预处理.通过神经网络自适应算法在莫尔条纹信号降噪方面的移植,结合滤波步长的实时调整,有效滤除了信号的宽频段有色噪声干扰;采用了基于滞后相位补偿思想的相位调整算法,通过分段处理,提高了原始正余弦信号的相位正交性.对算法处理后的莫尔条纹信号进行正切法细分验证,实验结果表明当细分倍数为1 024时,可确保细分误差小于1个细分当量,即0.618″,若不考虑信号的非正弦性影响,细分精度提高了10倍以上.     

关于元光栅莫尔条纹方程的讨论

目前,光栅技术在长度计量领域中得到了广泛应用。大家知道,光栅传感器信号转换的基础是利用两块具有规则周期的光栅迭合时所形成的莫尔条纹。因此,分析各种光栅迭合时的莫尔条纹方程及其特点,是正确设计和正确使用光栅传感器的重要前提。有关长光栅莫尔条纹方程的分析,文献[1]从衍射原理出发,文献[2]按几何光学处理,均有详尽的分析。值得指出的是:两者从不同角度出     

无衍射光莫尔条纹空间直线度测量的原理与实验

提出用无衍射光和莫尔条纹进行空间直线度测量的技术。无衍射光用作直线基准并照射在一环光栅上，由于无衍射光斑也是一系列环状条纹，因此光栅上将发生莫尔条纹，光栅固定在移动物体上，若运动轨迹偏离无衍射光的中心线，莫尔环就将发生偏离，莫尔环的偏离量数倍于光栅的偏离量，由此产生一放大的二维直线度信号，图像处理技术用于计算机莫尔环的中心，理论和实验表明，该方法具有高灵敏度和抗激光漂移的优点。     

一种用软件来实现的莫尔条纹数字化细分技术

本文提出了一种新的莫尔条纹数字细分技术 ,即采用数字信号处理与软件计算的方法 ,利用单片机的信号处理能力 ,把数字化的两路正弦信号经过软件作内插形成相位差 4 5°的四路正弦信号 ,并对这四路信号进行过零点判断和计数 ,实现莫尔条纹八细分 ,在此基础上 ,利用某一时刻四路信号的采样值 ,在正弦信号线性较好的区段 ,用平行四边形法作一线性函数 ,完成莫尔条纹的十细分 ,利用此方法 ,角度测量的分辨力可达 1″。     

莫尔条纹动态细分误差的测量

用桥式电位器移相网络，将莫尔条纹信号细分成所要求的测量间隔，再用相位计或动／静态激光小角度测量仪作为标准器，测量莫尔条纹动态细分误差。文章介绍了测量方法、测量准确度和实测比对结果。     

新型光栅信号数字细分技术及其误差分析

在圆光栅作为分度基准的高精度测量仪器中,利用A/D转换器和单片机,用软件编程的方法,对光栅读数头输出的sinθ和cosθ函数进行新的构建,形成一线性函数。通过对新建函数和原函数进行过零检测,实现莫尔条纹八细分,然后,用软件来实现对线性函数的幅度分割,采用查表的方式实现莫尔条纹十细分。本还对此方法引入的误差进行了研究,与传统的细分法相比,此方法硬件电路简单,细分误差小,且便于误差修正,能实现高精度角度测量。     

莫尔条纹信号的DSP滤波及细分技术研究

采用DSP数字滤波技术,对细分前的莫尔信号进行滤波处理。以提高莫尔信号的细分精度和实时性,利用DSP的乘加指令及循环寻址功能设计了FIR滤波器,实现莫尔条纹信号的实时滤波,将合成函数细分与幅值细分相结合,减少了存储查表数据所需的存储单元、提高了细分速度和细分精度。实验结果表明,在较强干扰的情况下,细分倍数仍能达到500,整个细分和滤波算法可在几微秒内完成,因而系统的实时性能很好。