A calculation method for displacement grating displacement measurement system, which comprises the following steps: S1) by DSP on the dual non orthogonal sinusoidal displacement signal synchronous sampling, double non orthogonal sinusoidal signal data; S2) to calculate the phase difference between two non orthogonal sinusoidal signal data according to the relevant principle; S3) according to the phase difference. The use of non integral period signal subdivision algorithm, calculate displacement contains the whole cycle part of the signal; and S4) according to the whole period calculated displacement contains the whole part of the signal cycle, the displacement of the non integer period contains part of the signal plus, calculate the total amount of displacement. Method for calculating the displacement of the implementation of double non orthogonal displacement signal provided by the invention, reduce the displacement signal due to the displacement measurement error caused by non orthogonal, the measurement accuracy is enhanced.
【技术实现步骤摘要】
一种用于光栅位移测量系统的位移计算方法
本专利技术涉及一种利用衍射光栅精密测量位移的技术,尤其涉及一种根据双路非正交位移信号计算位移量的方法。
技术介绍
随着精密及超精密加工技术的迅速发展,微米级的位移测量技术已无法满足要求,纳米级位移测量技术发展迅速,并在各领域得到了广泛应用。光栅位移测量技术主要分为基于莫尔条纹和基于衍射干涉两类。使用衍射光栅的衍射光栅干涉测量技术具有低成本、高精度等优点,已成为纳米级位移测量的首先技术。目前衍射光栅干涉测量技术主要可分为非偏振光干涉测量技术及偏振光干涉测量技术两大类。利用非偏振光干涉技术时,在同一干涉条纹中布置阵列光电探头,通过调整阵列探头在空间中的布局角度获得四路相位依次相差90°的正弦信号;利用偏振光干涉技术时,使用波片相位延迟技术获得相位差依次为90°的干涉条纹,进而通过四个独立的光电探头获得四路相位差为90°的电信号。经过信号的差分放大,即可输出两路位移信号。为得到纳米级精密位移量,需要对输出光电信号的整周期部分进行准确计数,并对剩余非整周期信号进行细分计算。由于滤波器都具有一定的延迟效应,两路信号所使用的电子器件在参数上无法保持一致,导致差分放大后的电信号延迟效应不一致,使实际输出的两路正弦位移信号改变为非正交位移信号。但现有技术都默认双路位移信号为正交信号,并直接对非整周期信号进行细分,这会给非整周期信号所包含的位移计算带来误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种根据双路非正交位移信号来计算位移量的方法,减少位移的计算误差,提高位移测量精度。本专利技术的技术方案是:一种用于光栅 ...
【技术保护点】
一种用于光栅位移测量系统的位移计算方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)通过DSP对双路非正交正弦位移信号进行同步采样,获得双路非正交正弦信号数据x(n)和y(n);S2)根据相关原理计算出双路非正交正弦信号数据的相位差值;S3)根据相位差值,使用非整周期部分信号细分算法,计算出非整周期部分信号所包含的位移量;以及S4)根据整周期计数值计算出整周期部分信号所包含的位移量,加上上述非整周期部分信号所包含的位移量,计算出总位移量。
【技术特征摘要】
1.一种用于光栅位移测量系统的位移计算方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)通过DSP对双路非正交正弦位移信号进行同步采样,获得双路非正交正弦信号数据x(n)和y(n);S2)根据相关原理计算出双路非正交正弦信号数据的相位差值;S3)根据相位差值,使用非整周期部分信号细分算法,计算出非整周期部分信号所包含的位移量;以及S4)根据整周期计数值计算出整周期部分信号所包含的位移量,加上上述非整周期部分信号所包含的位移量,计算出总位移量。2.根据权利要求1所述用于光栅位移测量系统的位移计算方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下步骤:S21)利用步骤S1)中所得两路数据x(n)和y(n),分别计算两路信号的自相关Rxx(0)、Ryy(0)和互相关Ryy(0);S22)当Rxy(0)≥0时,相位差计算式为当Rxy(0)≤0时,相位差计算式为3.根据权利要求1所述用于光栅位移测量系统的位移计算方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下步骤:S31)对S1)中所得两路数据x(n)和y(n)减去直流分量,归一化后得Ix=cosθ(1.6)S32)根据细分算法,和S2)中求解的相位差值得到细分结果如...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘守斌,毕江林,束名扬,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳研究生院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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