[發(fā)明專利]光柵線位移測量方法及測量裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210088642.2
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102607429A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 吳宏圣;盧振武;喬棟;孫強;趙建;曾琪峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 王淑秋

1.一種光柵線位移測量方法，其特征在于包括下述步驟：

1)將掃描單元(2)和標尺光柵(1)分別固定于被測物體的可移動部件和不可動部件上，掃描單元(2)可相對于標尺光柵(1)在測量方向上移動；

2)掃描單元(2)相對于標尺光柵(1)在測量方向上以設定間隔移動，每移動到一個測量位置，信號處理單元(3)提取并處理掃描單元(2)的光信號接收單元(2_2)形成的編碼信號，并基于編碼信號計算出可移動部件位置原始測量值N_i，其中i＝0，1，2......n，n為在標尺光柵全長范圍內(nèi)測量數(shù)據(jù)量的大小；同時，利用激光測長干涉儀(7)同步測量，得到可移動部件位置精確測量值N_i′，其中i＝0，1，2......n，n為在標尺光柵全長范圍內(nèi)測量數(shù)據(jù)量的大小；

3)將信號處理單元(3)與激光測長干涉儀(7)在全長范圍內(nèi)的測量結果進行一一比對，得到測量誤差數(shù)據(jù)ΔN_i＝N_i-N_i′，從而形成測量誤差數(shù)據(jù)表；

4)基于形成的測量誤差數(shù)據(jù)進行誤差曲線擬合，獲得誤差變化軌跡；

5)基于誤差擬合曲線，得到以標尺光柵(1)的位置編碼信號經(jīng)細分后的最高分辨率為間隔的柵線刻劃誤差數(shù)據(jù)ΔN_j其中j＝0，1，2......m，m代表在標尺光柵全長范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)量大小，生成柵線刻劃誤差數(shù)據(jù)表，并將表中數(shù)據(jù)固化于位置誤差數(shù)據(jù)存儲單元(4)；

6)實際測量可移動部件位移時，位置誤差修正單元(5)根據(jù)關系式(1)，利用誤差數(shù)據(jù)存儲單元(4)中的柵線刻劃誤差數(shù)據(jù)ΔN_j對信號處理單元(3)計算出的可移動部件位置原始測量值N_j進行修正，得到可移動部件位置測量修正值N_j′；

N_j′＝N_j+ΔN_j????(1)

。

2.一種光柵線位移測量裝置，包括標尺光柵(1)、掃描單元(2)、信號處理單元(3)；掃描單元(2)和標尺光柵(1)分別固定于被測物體的可移動部件和不可動部件上，掃描單元(2)可相對于標尺光柵(1)在測量方向上運動；掃描單元(2)包括發(fā)光單元(2_1)和光信號接收單元(2_2)，發(fā)光單元(2_1)產(chǎn)生的平行光將標尺光柵(1)上的編碼字投影于光信號接收單元(2_2)，光信號接收單元(2_2)完成編碼字的光電轉換，信號處理單元(3)提取并處理光信號接收單元(2_2)形成的編碼信號，基于編碼信號計算出可移動部件位置原始測量值N_j；其特征在于還包括位置誤差數(shù)據(jù)存儲單元(4)、位置誤差修正單元(5)；位置誤差修正單元(5)根據(jù)關系式(1)，利用位置誤差數(shù)據(jù)存儲單元(4)存放的柵線刻劃誤差數(shù)據(jù)對可移動部件位置原始測量值N_j進行修正，獲得可移動部件位置測量修正值N_j′；位置測量修正值N_j′通過位置數(shù)據(jù)輸出單元(6)以數(shù)字形式輸出；

N_j′＝N_j+ΔN_j??(1)

其中ΔN_j為柵線刻劃誤差數(shù)據(jù)，j＝0，1，2......m，m代表在標尺光柵(1)全長范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)量大小。