一种绝对式光栅尺及位移测量方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种绝对式光栅尺及位移测量方法。其中，光栅尺主体根据伪随机码原理设有表征绝对位置信息的绝对码道；光电探测器采集光源模块出射的平行光束照射至光栅尺主体后反射的绝对码道光栅图像的光信号作为绝对码道图像信息，绝对码道图像信息包括光电探测器起始端光敏元对应的起始条纹和码区信息；光电探测器与绝对码道光栅图像成预设夹角；绝对位置测量值计算模块对接收的绝对码道图像信息中的码区信息进行解码以得到绝对位置粗测值；根据起始条纹处的光敏元分布状态及细分倍数计算绝对位置精测值；根据绝对位置粗测值和绝对位置精测值计算得到的绝对位置测量值。本申请提高了绝对式光栅尺的分辨率与可靠性，降低了制作成本。

【技术实现步骤摘要】
一种绝对式光栅尺及位移测量方法
本专利技术涉及光学测量
，特别是涉及一种绝对式光栅尺及位移测量方法。
技术介绍
随着光学技术的发展，光学测量技术也得到了快速的发展。由于绝对式光栅尺不需要寻找参考原点，在断电后，任何重新给电时皆可对位置进行测量，无需进行归零，绝对式光栅尺作为位置测量工具在机械加工业中的应用越来越广，而绝对式光栅尺的性能直接影响机械加工质量。单轨道绝对式光栅尺，除了带有绝对位置信息的绝对码道外，还配置有用来产生细分位置信息的增量码道。绝对码道的分辨率相对增量码道比较低，通常首次上电时通过读取位置编码来获取绝对位置信息，随后对增量码道进行计数、细分来进行位置计算，绝对码道可以间歇性的进行较检。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，由于光学放大系统的开发成本高，周期长，并且光学成像容易受到振动的影响，造成解码的错误。现有技术的绝对式光栅尺，请参见图1所示，可包括读数系统1和光栅尺2。其中读数系统1由照明光源4、显微成像镜组5、CCD光电探测器6和光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝对式光栅尺，其特征在于，包括：光源模块、光栅尺主体、光电探测器及绝对位置测量值计算模块；其中，所述光源模块用于出射预设波长的平行光束至所述光栅尺主体；所述光栅尺主体根据伪随机码原理设有绝对码道，各绝对码道表征绝对位置信息；所述光电探测器用于采集所述光栅尺主体反射的的光信号，并将所述光信号转化为相应的电信号，以作为绝对码道图像信息，发送至所述图像解码模块，所述绝对码道图像信息包括所述光电探测器起始端光敏元对应的起始条纹和码区信息；所述光电探测器与所述绝对码道光栅图像成预设夹角，所述预设夹角决定绝对式光栅尺绝对位置测量值的细分倍数；所述绝对位置测量值计算模块用于根据预存的绝对码道解码表对所述...

【技术特征摘要】
1.一种绝对式光栅尺，其特征在于，包括：光源模块、光栅尺主体、光电探测器及绝对位置测量值计算模块；其中，所述光源模块用于出射预设波长的平行光束至所述光栅尺主体；所述光栅尺主体根据伪随机码原理设有绝对码道，各绝对码道表征绝对位置信息；所述光电探测器用于采集所述光栅尺主体反射的的光信号，并将所述光信号转化为相应的电信号，以作为绝对码道图像信息，发送至所述图像解码模块，所述绝对码道图像信息包括所述光电探测器起始端光敏元对应的起始条纹和码区信息；所述光电探测器与所述绝对码道光栅图像成预设夹角，所述预设夹角决定绝对式光栅尺绝对位置测量值的细分倍数；所述绝对位置测量值计算模块用于根据预存的绝对码道解码表对所述码区信息进行解码，以得到所述绝对式光栅尺的绝对位置粗测值；根据光敏元分布状态及细分倍数计算所述绝对式光栅尺的绝对位置精测值；根据所述绝对位置粗测值和所述绝对位置精测值计算得到所述绝对式光栅尺的绝对位置测量值。2.如权利要求1所述的绝对式光栅尺，其特征在于，还包括：校验模块，用于对所述绝对位置测量值进行校验，以判断所述绝对位置测量值是否失真。3.如权利要求2所述的绝对式光栅尺，其特征在于，还包括：报警器，用于当检测到所述绝对位置测量值失真时，进行报警提示。4.如权利要求1所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述光源模块包括红外光源和准直透镜。5.如权利要求1-4任意一项所述的绝对式光栅尺，其特征在于，所述根据光敏元分布状态及细分倍数计算所述绝对式光栅尺的绝对位置精测值包括：获取所述光电探测器在一个绝对码道码元分布的第一光敏元个数；根据下述公式计算所述细分倍数：b为所述细分倍数；p为所述第一光敏元个数；d为绝对码道码元的中心距；获取分布在所述起始条纹与所述起始条纹相邻条纹之间的第二光敏元个数；计算所述第二光敏元个数和所述细分倍数的乘积，以作为所述绝对式光栅尺的绝对位置精测值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴宁，王晗，陈新，陈新度，尹自强，刘强，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44