The invention discloses a grating moire fringe subdivision method, which comprises the following steps: pre linear A. signal: the original cosine moire fringe signal is pre linearized. The highly nonlinear sine and cosine signals into approximate triangular wave signal, constructing B. real-time compensation signal to compensate the approximation: the triangular wave signal, triangular wave signal amplitude obtained a linear relationship with the grating displacement; C. calculation, segmentation and displacement to distinguish. In this way, the grating moire fringe subdivision method can realize the linear calculation and high speed subdivision of grating displacement, and make the subdivision algorithm insensitive to the original signal defect, and reduce the subdivision error.
【技术实现步骤摘要】
光栅莫尔条纹细分方法
本专利技术涉及信号处理领域,特别是涉及一种光栅莫尔条纹细分方法。
技术介绍
近年来光栅位移传感器在位移监测中得到了广泛的应用,成为了以莫尔条纹为理论的测量技术的最典型代表。光栅位移传感器必须包含一对光栅副,其中一块光栅尺作测量基准用,该尺称为标尺光栅(或称主光栅),另一块光栅尺则称为指示光栅。当两块光栅面对面叠合,就会产生莫尔条纹,当两光栅沿垂直于栅线方向作相对运动时,莫尔条纹便沿着与栅线方向相同的方向相应地移动。利用光电元件将变化的光强转化为变化的电信号,并经过电子元器件的滤波整形和运算处理,便可以得到相应的位移值。一般情况下,为了实现辨向和进一步的细分,必须把经过光电元件转换的莫尔条纹信号,处理成两路相位差约为90°的正弦电压信号。目前,国内外长光栅栅距大多为4μm以上,在实际应用中,仅依靠光栅栅距本身的分辨率,通常不能达到精密测量的要求。也就是说,必须采用莫尔条纹的细分技术来提高光栅测量系统的分辨率。然而,传统细分方法如反正切细分方法,由于正切函数的非线性,通常需要制作查找表来对信号进行细分。在高倍细分情况下,制作查找表耗时耗力,且占用处理系统内存。而且,实际信号中往往不是理想信号,非理想信号会带来非线性细分误差,非线性误差通常是很难进行补偿的,传统的反正切细分法等对非理想信号都十分敏感。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种光栅莫尔条纹细分方法,能够实现对光栅位移的线性计算和高倍细分,并使细分算法对原始信号缺陷不敏感,减小细分误差。为解决上述技术问题,本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种光栅莫尔条纹细分方法,包 ...
【技术保护点】
一种光栅莫尔条纹细分方法,其特征在于,包括以下步骤:a.信号的预线性化:对原始的正、余弦莫尔条纹信号进行预线性化处理,将高度非线性的正、余弦信号转换为近似三角波信号,光栅位移传感器将莫尔条纹信号转换为到两路相位差为90°的正弦电压信号VS(x) 和VC(x),对正弦信号进行线性化处理,得到近似三角波信号V1(x):
【技术特征摘要】
1.一种光栅莫尔条纹细分方法,其特征在于,包括以下步骤:a.信号的预线性化:对原始的正、余弦莫尔条纹信号进行预线性化处理,将高度非线性的正、余弦信号转换为近似三角波信号,光栅位移传感器将莫尔条纹信号转换为到两路相位差为90°的正弦电压信号VS(x)和VC(x),对正弦信号进行线性化处理,得到近似三角波信号V1(x):;b.实时补偿信号的构造:对近似三角波信号进行补偿,得到信号幅值与光栅位移呈线性关系的三角波信号,利用原始正弦电压信号VS(x)和VC(x)构建实时补偿信号C(x):,对V1(x)进行补偿后,得到信号幅值与光栅位移呈线性关系的三角波信号V2(x):;c.辨向、细分及位移计算:引入辅助控制信号Bit(x):Bit(x)=ϕS(x)ϕC(x),其中:,分别代表原始正、余弦莫尔条纹信号,辅助控制信号Bit(x)将三角波信号V2(x)转换为带有辨向信息的输出信号V2R(x):...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘红忠,史永胜,尹磊,雷彪,
申请(专利权)人:常州秦宁迈超电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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