新型光栅信号数字细分技术及其误差分析

本文提出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,采用软件编程的方法,对光栅读数头输出的正弦波信号（sinθcosθ）进行新的构建,形成一线性函数。分别对新建函数和原函数进行过零检测并计数,实现莫尔条纹八细分,在八细分的基础上,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,本文还对采用此方法引入的细分误差进行了研究,与传统的细分法相比,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。     

计量光栅莫尔信号微控制器细分技术的研究

计量光栅位移传感器输出的两种正交莫尔信号包含了位移的全部信息，通过对其进行数据采样和数据处理可以达到对莫尔信号高倍细分的目的。本文提出了一种新的细分算法，给出了以微控制器为核心的细分电路结构和工作原理，并分析了这种细分方法的分辨力。     

基于DSP与FPGA的光栅地震检波器的信号处理

光栅地震检波器是基于光栅检测技术设计的一种新型数字传感器。它将光栅地震检波技术应用于地震勘探领域,以满足地震勘探的数字化的要求。为了控制两个AD转换器对两路信号进行同步采集,本文根据硬件描述语言VHDL的并发执行特性,在FPGA中设计了双口RAM模块进程。为了完成震动信号高倍细分算法的设计,利用DSP C语言现有的库函数实现细分值的分象限计算。因此结合FPGA与DSP分别在数据采集和运算方面的优势,对震动信号进行实时、准确的处理。     

Fourier analysis assessment method for dynamic interpolation error of Moir(e) fringe

为了实现对高精度光电编码器莫尔条纹动态细分误差的评估,研究了莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法.首先采集光电编码器精码的莫尔条纹光电信号送入计算机;然后运用线性插值、泰勒级数等方法将时间信号还原为位置信号;最后对位置信号进行傅里叶变换,计算出莫尔条纹光电信号的波形参数,实现对光电编码器动态细分误差的评估.实验结果表明:对某24位光电编码器动态细分误差进行评估,细分误差的峰值为+0.54”和-0.18”.此方法测量速度快,测量精度高,适合在光电编码器应用现场对细分误差进行评估.     

光栅式大应变传感器结构设计与特性研究

为实现0～0.2ε的大应变测量,设计并制备了一种光栅式大应变传感器。该传感器的结构设计基于光栅莫尔条纹的测位移原理,采用砷化镓近红外固体发光二极管作为光源,以光电二极管阵列为传感器的光电探测器。在此基础上,将光电探测器接收到的莫尔信号通过信号处理系统转换为数字脉冲的输出。实验测试结果表明,所制备的光栅式大应变传感器具有良好的线性特性、重复性及较高的灵敏度,其中应变灵敏度为620ε-1,该传感器能探测到的最小应变为0.004ε。这一研究有助于开发高灵敏、低成本的新型大应变传感器。     

莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法

为了实现对高精度光电编码器莫尔条纹动态细分误差的评估,研究了莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法。首先采集光电编码器精码的莫尔条纹光电信号送入计算机;然后运用线性插值、泰勒级数等方法将时间信号还原为位置信号;最后对位置信号进行傅里叶变换,计算出莫尔条纹光电信号的波形参数,实现对光电编码器动态细分误差的评估。实验结果表明:对某24位光电编码器动态细分误差进行评估,细分误差的峰值为+0.54和0.18。此方法测量速度快,测量精度高,适合在光电编码器应用现场对细分误差进行评估。     

莫尔条纹信号正切法细分精度分析

阐述了莫尔条纹信号正切法细分原理和细分信号的质量特点,分别计算出信号相位不正交、存在直流电平、正余弦信号幅值不等及三次谐波分量对细分精度的影响,定性定量给出了为达到一定细分精度要求,莫尔条纹信号的四大技术指标需满足的条件,为有效提高莫尔条纹信号质量和细分精度提供理论依据。     

基于光栅传感器的位移测量仪的研制

本文介绍一种基于光栅传感器的位移测量仪。它通过硬件电路对2个光栅传感器输出的信号分别进行20细分,然后对细分后的信号分别进行辨向和计数,再使用一个微处理器对辨向信号和计数信号进行处理,得到X-Y工作台在坐标X和坐标Y方向的位移值,最后根据误差修正算法对位移测量值进行修正,得到该仪器的测量分辨率为1μm且测量精度达±2μm(1σ)。此外,所研制的测量仪具有可靠、易于扩展和调试方便的特点。     

一种智能式光栅莫尔条纹信号800细分与计数新方法

本文提出了一种采用综合模似/数字技术以软件取代硬件实现和提高系统性能的微控制技术来实现对光栅莫尔条纹的800细分与计数方法,其特点是:分辩率高、稳定性好、集成度高、调整简单及智能化与仪器化。采用软件细分、计数及误差修正,可适应不同刻线的光栅尺与分辩率的要求。本方法将对光栅尺在超精密测量及超精密加工等领域中应用起到重要的作用。     

智能化非接触精密二维光电测量系统的研究

本文以不规则轮廓与各种角度的测量为目的,进行了智能化非接触精密二维光电测量系统的研究,提出采用线阵CCD器件、计量园光栅、步进电机与个人计算机构成系统.系统采用最小二乘拟合莫尔条纹信号细分法提高光栅角位移测量精度,采用解调细分法提高OCD测失径的精度,论文给出了理论分析与相应的实验结果。