一种差频声场式时栅直线位移传感系统技术方案

本发明专利技术公开了一种差频声场式时栅直线位移传感系统，包括激光光源、动尺、定尺、光电接收器和信号控制系统；动尺具有动尺声光晶体，定尺具有定尺声光晶体。激光光源、动尺、定尺、光电接收器从上至下布置，动尺能相对于定尺左右移动。信号控制系统包括信号产生及加载模块和信号处理模块，信号产生及加载模块生成直流激励信号I0驱动激光光源，生成频率为|f1‑

【技术实现步骤摘要】
一种差频声场式时栅直线位移传感系统


[0001]本专利技术属于精密测量领域，具体涉及一种差频声场式时栅直线位移传感系统。

技术介绍

[0002]目前超精密大量程位移测量主要有：激光干涉仪和光栅干涉仪两种。因测量基准生成方式的不同，这两种测量方式，在实际应用过程中各有优缺点；概括起来为以下两点：(1)以光波波长为测量基准的激光干涉仪具备基准免刻划、精度高、量程大的优点，但因测量基准缺乏实体保护，其对环境要求高且难集成；(2)以栅距为测量基准的光栅干涉仪具备精度高、抗干扰强、易集成的优点，但因栅距采用机械刻划，对加工要求高，导致其制造难度和成本很高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种差频声场式时栅直线位移传感系统，以提高抗干扰性，同时减少对制造工艺的依赖。
[0004]本专利技术所述的差频声场式时栅直线位移传感系统，包括激光光源、动尺、定尺、光电接收器和信号控制系统。动尺具有动尺声光晶体，定尺具有定尺声光晶体，动尺声光晶体的材料与定尺声光晶体的材料相同，动尺的长度大于定尺的长度。激光光源位于动尺上方，定尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差频声场式时栅直线位移传感系统，包括激光光源(1)、动尺(2)、定尺(3)、光电接收器(4)和信号控制系统(5)，其特征在于：动尺(2)具有动尺声光晶体(21)，定尺(3)具有定尺声光晶体(31)，动尺声光晶体的材料与定尺声光晶体的材料相同，动尺(2)的长度大于定尺(3)的长度；激光光源(1)位于动尺(2)上方，定尺(3)位于动尺(2)下方且平行放置，光电接收器(4)位于定尺(3)下方，激光光源(1)、定尺(3)、光电接收器(4)固定安装，动尺(2)能相对于定尺(3)左右移动；信号控制系统(5)包括信号产生及加载模块(51)和信号处理模块(52)，信号产生及加载模块(51)与激光光源(1)、信号处理模块(52)连接，信号产生及加载模块(51)通过超声换能器与动尺(2)、定尺(3)连接，光电接收器(4)与信号处理模块(52)连接，信号产生及加载模块(51)生成直流激励信号I0驱动激光光源(1)发出光强恒定的光信号，生成频率为|f1‑
f2|的参考信号输入至信号处理模块(52)，产生与频率f1相关的超声驱动信号Ⅰ并通过超声换能器加载至动尺声光晶体(21)，产生与频率f2相关的超声驱动信号Ⅱ并通过超声换能器加载至定尺声光晶体(31)；当动尺相对于定尺移动时，所述光信号从上到下分别透过动尺声光晶体、定尺声光晶体到达光电接收器(4)，光电接收器(4)将接收的光信号转换为电信号并输入至信号处理模块(52)，信号处理模块(52)将所述电信号与所述参考信号进行处理，得到动尺(2)移动的直线位移值；其中，0|f1‑
f2|＜min(f1,f2)，min表示取小运算。2.根据权利要求1所述的差频声场式时栅直线位移传感系统，其特征在于：所述超声驱动信号Ⅰ为信号产生及加载模块(51)利用正弦调制信号U1对超声激励信号U
′
进行调制而得到的已调信号；所述超声驱动信号Ⅱ为信号产生及加载模块(51)利用正弦调制信号U2对超声激励信号U
′
进行调制而得到的已调信号；其中，超声激励信号U
′
、正弦调制信号U1、正弦调制信号U2都由信号产生及加载模块(51)生成，U1＝A1sin f1t，U2＝A2sin f2t，U
′
＝A0sin(f0t)+U
m
，f1＜f0，f2＜f0，U
m
表示超声激励信号U
′
中的直流电压分量。3.根据权利要求2所述的差频声场式时栅直线位移传感系统，其特征在于：所述超声驱动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：付敏，向保康，朱革，吴明树，白吉，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：