一种新型光栅位移传感器的研究

一种新型光栅位移传感器的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2019-11-19 分类:参考文献 喜欢:952
师大云端图书馆

【摘要】光栅位移传感器具有精度高、稳定性好、响应速度快、抗干扰能力强等优点,广泛用于测量仪、数控机床等高精度位置测量领域。目前,精密光栅线位移测量系统普遍采用增量式光栅,将直线位移物理量转换为莫尔条纹光信号,由光电器件接收后转换为电信号,然后送至信号处理电路,通过处理后,输出相对位移量。国内的直线光栅尺多数是增量式光栅尺,这种光栅尺在开启或复位时需要“寻零”,而且存在累积误差现象,影响工件加工或测量的精度。而绝对式光栅尺输出的是绝对位置信息,可以有效解决增量式光栅尺存在的问题。首先,对光栅测量系统进行分析,了解其工作原理。莫尔条纹是光栅测量的理论基础,通过了解莫尔条纹的产生机理、特点以及质量指标等,有利于提高光栅尺的精度、分辨率。此外,还对莫尔条纹辩向方法进行了深入研究。其次,对目前光栅位移传感器和编码器的编码方式进行理论分析、研究,提出高分辨率、大量程,有利于光栅位移传感器小型化、结构简单化的相对编码和绝对编码一体化的新型编码方式。包括一种距离码编码方法和一种基于伪随机码的绝对式编码方法。讲述其编码和译码方法,并举例论证这两种编码方法的位置唯一性和先进性。再次,设计增量信号处理系统和绝对信号采集系统。绝对信号采用一种高灵敏度、低暗电流的TCD1254GFG型线阵CCD作为接收器件;增量信号采用一种集差分放大、滤波、校正、整形、细分等功能于一体的专用DSP器件进行信号处理。最后,推导出绝对编码的MATLAB数学模型,得到10位伪随机码,并进行仿真,验证其正确性。将光栅尺样机在对比试验平台上进行精确度测试,根据实验数据分析造成光栅尺测量误差的原因。
【作者】郭涛;
【导师】刘向阳;
【作者基本信息】吉林大学,机械制造及其自动化,2014,硕士
【关键词】光栅尺;莫尔条纹;绝对式编码;信号处理;分辨率;

【参考文献】
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