一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统及方法，系统包括平行光源、增量式圆光栅尺、光电传感器阵列、信号处理单元、角位移显示单元以及高速电压比较器；其中，增量式圆光栅尺垂直平行光源的照射方向；光电传感器阵列放置于该增量式圆光栅尺光栅栅距内，并呈阶梯型均匀分布；高速电压比较器连接于光电传感器阵列和信号处理单元之间，对光电传感器阵列输出信号进行整形以及对整形得出的方波信号进行电平转换；所述信号处理单元与角位移显示单元连接，将计算得到的角位移值显示在角位移显示单元上。本发明专利技术具有构成简单、检测成本低、测量精度高、检测速度快、实用性强等优点。

A measuring system and method for measuring angular displacement of an incremental round grating scale grating

The invention relates to a circular grating grating incremental angular displacement detection system and method system, including parallel light, incremental circular grating ruler, photoelectric sensor array, signal processing unit, a display unit and a high speed angular displacement voltage comparator; the incremental circular grating vertical parallel light irradiation direction; photoelectric sensor array placed on the incremental circular grating grating pitch, and a ladder type distribution; high-speed voltage comparator is connected between the photoelectric sensor array and the signal processing unit on the photoelectric sensor array output signal shaping and shaping of the square wave signal level conversion; the signal processing unit and a display unit connected to the angular displacement, angular displacement the calculated values are displayed on the display unit of angular displacement. The invention has the advantages of simple composition, low detection cost, high measurement precision, fast detection speed and strong practicality.

【技术实现步骤摘要】
一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统及方法
本专利技术涉及精密测量的
，尤其涉及到一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统及方法。
技术介绍
在精密测量中，圆光栅尺作为重要的工具，利用光栅的光学原理，主要进行线位移和角位移的测量。圆光栅尺的关键技术和难点主要是在光栅的制造上，光栅的质量直接会影响到检测结果的精度和可靠性。现有的圆光栅尺主要有玻璃圆光栅尺和金属圆光栅尺，其形式有增量式圆光栅尺和绝对式圆光栅尺两种。其中，增量式圆光栅尺需要参考信号(相对零点)，上电时须执行参考点回零操作。当掉电后，光栅尺必须重新回零，使得设备不能恢复操作。另外，在速度过快时，会产生脉冲信号丢失而影响准确性。而绝对式圆光栅尺是在标尺光栅上刻划一条带有绝对位置编码的码道，每一个位置对应一个固定的码道，测量示值只与测量的起始和终止的位置有关，与中间测量过程无关，掉电后还可以恢复当前位置，抗干扰性好。但是绝对式光栅尺编码复杂，制造成本高，读取速度慢，需要在标尺光栅上进行刻线，其测量精度与标尺光栅的精度有很大关系，因此在高精度测量中，对标尺光栅刻线要求很高，从而增加了加工成本。如何在检测成本较低的情况下高精度及高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统，其特征在于：包括平行光源(1)、增量式圆光栅尺(2)、光电传感器阵列(3)、信号处理单元(4)、角位移显示单元(5)以及高速电压比较器(6)；其中，增量式圆光栅尺(2)垂直平行光源(1)的照射方向；光电传感器阵列(3)放置于该增量式圆光栅尺(2)光栅栅距内，并呈阶梯型均匀分布；高速电压比较器(6)连接于光电传感器阵列(3)和信号处理单元(4)之间，对光电传感器阵列(3)输出信号进行整形以及对整形得出的方波信号进行电平转换；所述信号处理单元(4)与角位移显示单元(5)连接，将计算得到的角位移值显示在角位移显示单元(5)上。

【技术特征摘要】
1.一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统，其特征在于：包括平行光源(1)、增量式圆光栅尺(2)、光电传感器阵列(3)、信号处理单元(4)、角位移显示单元(5)以及高速电压比较器(6)；其中，增量式圆光栅尺(2)垂直平行光源(1)的照射方向；光电传感器阵列(3)放置于该增量式圆光栅尺(2)光栅栅距内，并呈阶梯型均匀分布；高速电压比较器(6)连接于光电传感器阵列(3)和信号处理单元(4)之间，对光电传感器阵列(3)输出信号进行整形以及对整形得出的方波信号进行电平转换；所述信号处理单元(4)与角位移显示单元(5)连接，将计算得到的角位移值显示在角位移显示单元(5)上。2.根据权利要求1所述的一种增量式圆光栅尺光栅角位移检测系统，其特征在于：所述光电传感器个数n＝(H-D)/(D+L)+1；错位角度x＝(w-q)/(n-1)；其中，q为第n个光电传感器所对应的角度，w为两条栅纹之间的角度；H为栅线长度；D为光电传感器在栅线长度方向的宽度；x为相邻两光电传感器在圆光栅尺旋转方向上错位角度；L为相邻间隙。3.一种用于权利要求1所述系统的增量式圆光栅尺光栅角位移检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志军，李彦锋，蔡铁根，李乾，陈新，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44