电荷耦合器直接细分光栅位移传感器及其实现方法技术

本发明专利技术属于机械精密测量技术领域，这种位移传感器包括一个幅值型标尺光栅，位于光栅一侧的平行光光源，位于另一侧的线阵ＣＣＤ器件，以及相应的驱动和信号处理电路。该传感器的线阵ＣＣＤ视场与光栅栅线方向成一夹角θ。其实现方法为利用与光栅栅线成θ角的ＣＣＤ器件获取栅线的像，并对其进行定位。本发明专利技术结构紧凑，成本低，电路简单，有良好的接口性能，即可以用作短量程高精度的位移传感器，又可以作为光栅读数头用于长光栅测量系统。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械精密测量
，可以替代传统的光栅读数头及数显表，用于大量程、高精度的接触式位移测量和定位系统。高精度的位移测量系统是机械、仪表、工具、兵器、宇航等产业获得位置精度的基础，也是上述产业产品及技术不断进步的制约因素。在这些方面发展得比较成熟的主要是栅尺类位移传感器，其中又以光栅位移传感器为主要代表。栅尺类位移传感器具有便于位移信号数字化、高分辨率、大量程、测量效率高、可靠性好等优点，在今后一段时期内仍将是位移测量的主要发展方向。传统的光栅位置测量装置，是以莫尔条纹为测量依据的。即当两块具有相同栅距的光栅以很小的角度交错时，在与栅线近似垂直的方向上会产生一系列平行的条纹图案。该图案的移动对光栅的移动有放大作用。在传统的测量装置中，莫尔条纹由光电元件(通常是硅光电池)读取后，经过放大、细分、辩向、计数等环节，最终得到数字化的位置信号。目前高精度的光栅测长仪仍沿用电路细分莫尔条纹的方法，但随着细分数的提高，测量精度、系统的可靠性及动态响应速度都受到影响，而且测量系统的价格也成倍增加。在一定程度上讲，通过后续电路对莫尔条纹进行高倍数细分已经成为了制约光栅测量系统发展的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以线阵ＣＣＤ器件直接细分光栅栅线间距的位移传感器。包括一个幅值型标尺光栅，位于光栅一侧的平行光光源，位于另一侧的线阵ＣＣＤ器件，以及相应的驱动和信号处理电路，其特征在于线阵ＣＣＤ视场与光栅栅线方向成一夹角θ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何树荣，肖宗杨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]