圆光栅测角误差实时补偿方法研究

误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能，无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题，提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先，分析了圆光栅测角误差的补偿原理，建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型；然后，进行了误差补偿模块的硬件选型，设计了以差分芯片为核心的信号转换电路，包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路，开发了误差补偿模块的嵌入式软件，将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道，建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统；最后，采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据，使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合，应用误差补偿模型，利用误差补偿硬件模块，对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明：对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后，其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。