[實用新型]一種絕對式直線光柵尺

有效

• 申請號: 201520137170.4
• 申請日: 2015-03-11
• 公開（公告）號: CN204479087U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 張傳敏;黃志良;張松濤
• 申請（專利權）人: 吉林大學珠海學院;珠海市怡信測量科技有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 王賢義

技術領域

本實用新型涉及一種測量裝置，尤其涉及一種絕對式直線光柵尺。

背景技術

直線光柵尺是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。直線光柵尺經常應用于機床與現在加工中心以及測量儀器等方面。目前國內的直線光柵尺多數是增量式光柵，這種光柵尺的缺陷是每次開啟或復位時都要找基準零位，即讀數頭要沿尺身來回運動，通常說的找尺中，浪費時間。另外當直線光柵尺快速運動或受到電磁干擾會出現失步丟數，影響精確度。

在很多情況下要知道讀數頭的絕對位置是非常必要的，可以快速的確定直線光柵尺的絕對位置，在使用時就會更加方便。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種制作方便、測量快速且測量精度高的直線光柵尺。

本實用新型所采用的技術方案是：本實用新型包括讀數頭裝置和尺身，在所述讀數頭裝置內設置有CPU,在所述尺身內設置有玻璃光柵，所述玻璃光柵上刻有絕對碼道和增量碼道，所述絕對碼道是一條連續的非等間距排列的光柵刻線，這條光柵刻線是按照偽隨機編碼排列，增量碼道是一條等間距排列周期性光柵刻線，所述讀數頭內設有光學掃描裝置，當所述讀數頭裝置沿尺身運動時，通過所述讀數頭裝置內的所述光學掃描裝置掃描所述玻璃光柵上的光柵刻線產生光電信號，該光電信號通過信號處理單元處理后，得到絕對式光柵尺的位置信息，確定直線光柵尺的絕對位置。

更進一步地，所述光學掃描裝置為線陣CCD感應器和光電感應器組成的光學掃描裝置，進行光電發射和接收。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過對絕對碼道和增量碼道進行重新設計，得到一串0、1代碼位元組成的絕對編碼序列，在這串編碼序列中任意抽取10個復合代碼，通過譯碼都具有唯一性，把這串0和1的絕對編碼位元應用到直線光柵尺中絕對碼道中，0代表不透光，1代表透光，每個復合代碼的寬度等于增量線紋的周期，把具有這串位元組成的絕對編碼序列轉變成光柵刻線標記在光柵尺的絕對碼道上，產生一條連續的帶編碼信息的絕對式編碼刻線。當每次開啟或復位時，讀數頭裝置內的光電傳感器可以掃描到絕對碼道上的大于10個復合代碼的長度的帶編碼信息的刻線，不需要移動就可以讀取直線光柵尺的絕對位置信號信息；在工作狀態下也能隨時準確快速的讀取當前的絕對位置信號信息。所以，本實用新型制作得到的光柵尺測量精度高且測量快速，該光柵尺的制作方法也簡單方便，在完成編碼后，即可進行刻線制作，成本低。

附圖說明

圖1是偽隨機序列位元產生方法示意圖；

圖2是位元序列的譯碼值對應的絕對位置關系圖；

圖3是復合代碼、絕對碼道和增量碼道的對應關系圖；

圖4是復合代碼的對應關系圖；

圖5是絕對位置關系糾錯示意圖；

圖6是掃描裝置掃描絕對碼道線紋示意圖。

具體實施方式

在本實施例中，本實用新型所述光柵尺包括測量運動的讀數頭裝置和固定的尺身裝置。尺身內有玻璃光柵，玻璃光柵上刻有絕對碼道和增量碼道，絕對碼道上是一條連續的非等間距排列的光柵刻線，這條光柵刻線是按照偽隨機編碼排列，增量碼道上是一條等間距排列周期性光柵刻線。讀數頭內設有線陣CCD感應器和光電感應器等光學掃描裝置，具有光電發射、接收等功能；當讀數頭裝置沿尺身運動時，通過讀數頭裝置內光學掃描裝置掃描玻璃光柵上的光柵刻線產生光電信號。通過信號處理單元處理后，得到絕對式光柵尺的位置信息。可以確定直線光柵尺的絕對位置。

玻璃光柵上的絕對碼道的刻線是通過偽隨機編碼的方法獲得的。下面，以具體的實施例來對本實用新型作進一步的說明。

本實用新型通過偽隨機編碼的方法，得到3個三個偽隨機序列m₁、m₂、m₃，每個偽隨機序列采用周期循環的偽隨機序列進行編碼，選用10位、7位、3位序列偽隨機碼，周期分別是2¹⁰-1=1023、2⁷-1=127、2³-1=7,產生三個偽隨機序列：