本实用新型专利技术公开了一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，包括光源模块、标准光栅、物镜、光电传感器模块和信号处理器，标准光栅上设有绝对码道，光源模块发出的光束入射到标准光栅上并经过绝对码道透射或反射后，通过物镜后到达光电传感器模块，光电传感器模块采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器。本实用新型专利技术可以实现不同倍数的细分，提高绝对位置测量装置的分辨率，而且本测量装置体积小、开发成本低且开发难度低，可广泛应用于光栅尺测量领域中。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及绝对式光栅尺的测量领域，特别是涉及一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置。
技术介绍
采用光栅尺进行位置测量的位置测量装置可以用增量式测量或是绝对式测量的方式实现。增量式测量是将光通过两个相对运动的光栅调制成莫尔条纹进行计数、细分后得到位移变化量。增量式测量实现简单，但存在上电后不能立即得到当前位置信息，一旦产生漏计数后难以修正等缺点。绝对式测量是将位置信息以条纹的形式刻画在光栅上，每一组条纹对应唯一的位置信息并在测量方向上连续排列，通过读取条纹就可以获取该处的位置信息。绝对式测量可以在上电后立即获取位置信息，从而降低机床控制系统的设计难度，提高加工效率。绝对式测量已经越来越广泛的应用于数控机床加工行业。目前绝对式测量常用的读取方式是将光通过透镜调制成平行光，然后将条纹投影在光电传感器表面。光的平行度直接影响了成像质量，所以这种方式对光的平行度要求较高，通常需要设计复杂的透镜曲面。此外，在透镜到光电探测器表面的空间里的任何污染反映在光电探测器上的程度都会与条纹相同，这对抗污染十分不利。绝对码道的分辨率往往不高，为了提高绝对码道的解码精度，往往在绝对码道和光电传感器之间加光学放大系统，但是由于光栅尺的读数头体积有限，必须设计专用的光学放大系统，而光学放大系统的开发具有成本高、周期长的缺点。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本技术的目的是提供一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，包括光源模块、标准光栅、物镜、光电传感器模块和信号处理器，所述标准光栅上设有绝对码道，所述光源模块发出的光束入射到标准光栅上并经过绝对码道透射或反射后，通过物镜后到达光电传感器模块，所述光电传感器模块采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器。进一步，所述标准光栅采用绝对式光栅尺标尺。进一步，所述光电传感器模块与绝对码道位于相互平行的平面上，且光电传感器模块与绝对码道之间具有一夹角。进一步，所述光电传感器模块包括多个均匀排列的光敏元。进一步，所述绝对码道是按照伪随机码规则，采用具有反射特性的材料不等间距排列制成的。进一步，所述绝对码道是按照伪随机码规则，采用具有吸收特性的材料不等间距排列制成的。本技术的有益效果是：一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，包括光源模块、标准光栅、物镜、光电传感器模块和信号处理器，标准光栅上设有绝对码道，光源模块发出的光束入射到标准光栅上并经过绝对码道透射或反射后，通过物镜后到达光电传感器模块，光电传感器模块采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器。本测量装置可以实现不同倍数的细分，提高绝对式光栅尺的分辨率，而且本测量装置体积小、开发成本低且开发难度低。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是本技术的一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置的结构示意图；图2是图1中的绝对码道的细分原理示意图；图3是图2中的绝对码道的单位条纹与光电传感器模块的位置关系示意图。具体实施方式参照图1，本技术提供了一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，包括光源模块1、标准光栅2、物镜3、光电传感器模块4和信号处理器5，所述标准光栅2上设有绝对码道21，所述光源模块1发出的光束入射到标准光栅2上并经过绝对码道21透射或反射后，通过物镜3后到达光电传感器模块4，所述光电传感器模块4采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器5。进一步作为优选的实施方式，所述标准光栅2采用绝对式光栅尺标尺。进一步作为优选的实施方式，所述光电传感器模块4与绝对码道21位于相互平行的平面上，且光电传感器模块4与绝对码道21之间具有一夹角θ，如图2和图3中所示。进一步作为优选的实施方式，所述光电传感器模块4包括多个均匀排列的光敏元。进一步作为优选的实施方式，所述绝对码道21是按照伪随机码规则，采用具有反射特性的材料不等间距排列制成的。进一步作为优选的实施方式，所述绝对码道21是按照伪随机码规则，采用具有吸收特性的材料不等间距排列制成的。进一步作为优选的实施方式，所述光敏元采用线阵CCD、线阵CMOS或光电池。以下结合具体实施例对本技术做详细说明。实施例一一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，包括光源模块1、标准光栅2、物镜3、光电传感器模块4和信号处理器5，标准光栅2上设有绝对码道21，光源模块1发出的光束入射到标准光栅2上并经过绝对码道21反射后，通过物镜3后到达光电传感器模块4，光电传感器模块4采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器5。信号处理器5按照现有技术中的处理方法对测量电信号进行处理，即可获得细分后的绝对式光栅尺的测量值。本实施例中，标准光栅2采用绝对式光栅尺标尺，光电传感器模块4与绝对码道21位于相互平行的平面上，且光电传感器模块4与绝对码道21之间具有一夹角θ，即将光电传感器模块3与绝对码道21投影到同一平面时，具有一夹角θ，如图2中所示。光电传感器模块4包括多个均匀排列的光敏元，光敏元采用线阵CCD、线阵CMOS或光电池。光源模块1发出的光束入射到标准光栅2的绝对码道21上，经过绝对码道21透射或反射后，通过物镜3后到达光电传感器模块4，在光电传感器模块4上成像。本实施例中，绝对码道21是按照伪随机码规则，采用具有反射特性或吸收特性的材料不等间距排列制成的，绝对码道21也可以看作由多个宽度相同的随机透光或不透光的码元构成。本测量装置，相对于现有技术，采用了两级细分，第1级细分为物镜3放大成像细分，第2级细分为纵横转换放大细分，两级细分能够很好的提高绝对式光栅尺的绝对码道21的分辨率，解决了绝对位置粗读数的问题；且在绝对码道21与光电传感器模块4间加入了物镜3，物镜3使得从绝对码道21上任意点反射的任意角度的光线经过物镜3后都能够汇聚在一点成像，满足完善成像的条件，所以对光源模块1发出的光线的平行度没有要求，解决了对发光光源的光学系统要求高的问题。参照图1所示，第1级细分为物镜3放大成像细分，设光电传感器模块4的相邻光敏元的中心距为d，绝对码道21为W，F为物镜3的放大倍数，则增加物镜3后，本测量装置的细分倍数为：n1=F×W/d参照图2所示，第2级细分为纵横转换放大细分，包括光电传感器模块4、绝对码道21以及物镜3，其细分原理是将物镜放大的成像进一步放大细分。光电传感器模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，其特征在于，包括光源模块、标准光栅、物镜、光电传感器模块和信号处理器，所述标准光栅上设有绝对码道，所述光源模块发出的光束入射到标准光栅上并经过绝对码道透射或反射后，通过物镜后到达光电传感器模块，所述光电传感器模块采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器。
【技术特征摘要】
1.一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，其特征在于，包括光源模块、标准光栅、物
镜、光电传感器模块和信号处理器，所述标准光栅上设有绝对码道，所述光源模块发出的光
束入射到标准光栅上并经过绝对码道透射或反射后，通过物镜后到达光电传感器模块，所
述光电传感器模块采集到达的光信号并转换为测量电信号后发送到信号处理器。
2.根据权利要求1所述的一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，其特征在于，所述标
准光栅采用绝对式光栅尺标尺。
3.根据权利要求1所述的一种绝对式光栅尺的绝对位置测量装置，其特征在于，所述光
电传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴宁，王新力，廖剑祥，
申请(专利权)人：佛山轻子精密测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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