基于DSP的集成光栅细分数显装置的研制

设计了一种新的硬件系统,采用光栅位移传感器结合DSP器件实现了位移测量的数字化;传感器输出信号先采用电阻链分相细分,然后通过TMS320LF2407A内部脉冲编码电路（QEP）完成辨向和二次细分,达到了高精度位移测量的目的．测试实验证明该方法集成度高,实时性好,测量精度高．     

激光测距仪中高精度光栅传感器的设计

在分析光栅传感器原理的基础上,针对测量高压线缆时要求测距仪精度极高的问题,提出将高精度光栅传感器应用于激光测距仪的方案,在激光测距仪平台设计中安装两个光栅传感器,分别输出仰俯角和水平转角,并利用细分算法设计了光栅传感器的细分电路,大大提高了测量精度。     

圆光栅测角系统信号细分电路设计

为提高圆光栅传感器对角度进行数字测量的精度和分辨力,使其更加广泛方便的应用于航天、机器人控制等领域中,设计了圆光栅角度测量系统及其测角信号移相电阻链细分电路,其将测得的原始的光栅正余弦信号施加在电阻链两端,在电阻链的接点上得到幅值和相位各不相同的电信号,经整形、脉冲形成后就能在信号的一个周期内获得若干计数脉冲,实现信号细分。该系统可精确的测量大方位、大俯仰、小方位、小俯仰四个轴系的角度位置。     

CCD图像传感器在光栅传感器中的研究与应用

本文基于光栅传感器,提出借助CCD图像传感器代替传统的硅光电池对莫尔条纹进行检测,完成了信号的细分,并以位移的测量为例,实现了对位移的高精度测量。     

基于TMS320F2812的光栅细分卡的设计

目前国内市场上主流光栅细分卡大都为国外公司制造,精度较高,但价格昂贵。文章中设计了一种兼容工业标准Vpp信号的光栅细分卡,采用高速DSP对光栅信号进行数字细分,针对光栅信号中谐波较大的特点,应用了数字滤波以提高细分精度;基于接口芯片PCI9052设计了通用PCI总线接口,实现了细分卡的模块化和通用化。     

绝对编码光栅的相位细分

针对位移精密测量中提高绝对编码光栅的分辨率,提出一种绝对编码的相位细分方法。由自然码或格雷码的多码道光栅组成编码光栅,其基元码道是高频率的罗奇光栅,解码采用傅里叶变换相位计算方法,通过傅里叶变换、空间频域滤波和逆傅里叶变换得到基元码道的相位分布,利用格雷码的级次信息得到展开的相位分布。利用相位分布的线性性质进行线性拟合,实现高分辨率的相位细分。分析了实验原理并进行了提高分辨率的相位细分实验研究,实验结果表明,采用相位细分的方法,经过标定后可大大提高绝对编码光栅的分辨率和测量精度。     

光栅数显位移测量系统

本文简要介绍了光栅莫尔条纹信号的产生及其测量原理,详细分析了莫尔条纹信号的放大整形,计数及数码显示电路。并且采用可编程逻辑器件GAL16V8实现莫尔条纹信号的四细分及辨向功能,极大地简化了电路,提高了系统的抗干扰能力。本设计主要是针对现有旧的长度/高度测试仪进行改造,实现其数字化显示,以及测量清零等周边功能,使用更方面,同时也提高了测量的精度。改变了原有只进行的定性检测（仅检测合格/不合格）的检测方法,实现了定量的检测与分析。通过实验结果可知,此系统可达到10μm的精度。     

基于光栅传感器位移测量的软、硬件设计

提出了一种基于AT89C51单片机开发的光栅位移传感器对线性位移进行测量的方法。其硬件设计包括数据采集、辨向、数据处理和数据显示。把读数头输出的信号(脉冲电信号)，经过硬件电路辨向，送入计数器8253计数，利用AT89C51单片机进行信号处理，最终转换成实际的线性位移值显示出来。与其他系统相比，他的硬件电路简单，并能实现较高的位移测量精度。     

单光栅数字莫尔位移测量法

提出了一种使用单光栅测量位移的新方法,在该方法中,光栅信号经放大后由图像传感器阵列接收并被传送至计算机,然后通过与其镜像图像叠加的方式得到数字莫尔条纹,最后利用图像传感器像素的空间均匀性对莫尔条纹直接进行细分进而测得位移量。与传统的双光栅莫尔条纹位移测量法相比,该方法完全消除了光栅副层叠间隙,装调更为方便,而且细分成本更低。在阿贝比长仪上对由周期为20 m的光栅和2 0481 536像素的CMOS图像传感器构成的分辨率为0.04 m的测量系统进行测试,结果表明其最大位移误差优于0.18 m。     

机器人视觉导航传感器光栅投射误差校正系统

当前传感器光栅投射误差校正系统,没有计算光栅投射条纹的倾斜角度,导致系统应用效率低、稳定性差、精准度低,严重影响了机器人的使用效果。因此,提出机器人视觉导航传感器光栅投射误差校正系统。首先采用光栅读数头、细分盒完成系统的硬件组成,提高系统的应用效率;软件部分采用了高频数字计数滤波的方法,滤除掉频率高于该临界点的干扰脉冲;最后通过基于投影序列融合的光栅投射误差校正算法,分析光栅投射条纹的倾斜角度实现误差校正,提高系统的精准度。实验对比结果表明,机器人视觉导航传感器光栅投射误差校正系统的应用效率最高为96%、稳定性最高为98%、精准度最高为97%,所设计系统具有较高性能。