光栅莫尔条纹小波细分方法及光栅位移测量装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种光栅莫尔条纹细分方法和装置，属于光栅位移测量领域。光栅传感器具有量程大、适应环境能力强、成本低等优势，广泛应用在精密位移测量、数显数控、大行程精密定位、精密加工和微电子等行业中。目前各行业对光栅位移测量提出了大量程纳米级等更高要求。当光栅传感器运行时，光栅传感器的输出波形非常复杂。光栅传感器在测量过程不一定是匀速运行，特别是启动、停止和换向的过程中，信号具有随机性。根据光栅信号的随机性提出了小波细分法，对光栅输出的四路莫尔条纹信号进行高速高精度同步数据采集，在对光栅信号进行等幅放大、非正交校正预处理之后，进行小波调相和提取相位处理，最后转换成位移。
【专利说明】光栅莫尔条纹小波细分方法及光栅位移测量装置
【技术领域】:
[0001]本发明专利主要涉及一种光栅莫尔条纹细分方法及位移测量装置。
【背景技术】:
[0002]光栅传感器具有量程大、适应环境能力强、成本低等优势，广泛应用在精密位移测量、数显数控、大行程精密定位、精密加工和微电子等行业中。
[0003]随着超精加工和超微加工进入了纳米技术的新时代，对微小位移量及微小物体几何形状测量的要求已不再局限于微米、亚微米量级，而是达到了纳米、亚纳米量级。目前各行业对光栅位移测量提出了大量程纳米级等更高要求。
[0004]莫尔条纹细分是提高光栅位移测量的关键，通过电子细分技术提高光栅位移测量精度有更大的空间，也是研究的热点，目前已经提出了多种细分方法，国内外莫尔条纹细分法主要集中在光学法和电子法，现有方法存在的主要问题有:对信号波形质量要求高、速度慢、量程小、环境影响大、误差分离与修正困难等诸多问题，开发新的细分方法是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
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[0005]发明目的:
[0006]本发明提供一种光栅莫尔条纹细分方法及光栅位移测量装置，其目的是解决以往的方式所存在的对信号波形质量要求高、速度慢、量程小、环境影响大、误差分离与修正困难等诸多问题。
[0007]技术方案:本发明专利是通过以下技术方案来实现的。
[0008]一种光栅莫尔条纹细分方法，其特征在于:光栅莫尔条纹小波细分方法是将光栅传感器的信号经过同步采集、校正处理之后，调制小波基的相位，再对调制后的信号进行小波变换，通过脊最大对应的相位得到光栅位移值；该方法的步骤如下:对光栅传感器输出的四路信号进行同步、高速、高精度数据采集，对采集的信号进行小波滤波和等幅放大处理；
[0009]①利用四路同步模数转换器采集光栅传感器输出的四路信号:
【权利要求】
1.一种光栅莫尔条纹细分方法，其特征在于:光栅莫尔条纹小波细分方法是将光栅传感器的信号经过同步采集、校正处理之后，调制小波基的相位，再对调制后的信号进行小波变换，通过脊最大对应的相位得到光栅位移值；该方法的步骤如下:对光栅传感器输出的四路信号进行同步、高速、高精度数据采集，对采集的信号进行小波滤波和等幅放大处理； ①利用四路同步模数转换器采集光栅传感器输出的四路信号:
2.根据权利要求1所述的光栅莫尔条纹细分方法，其特征在于:“④”步骤中不需要根据不同应用场合的特性重新选择小波基函数，复小波基函数可以任选。
3.一种实施权利要求1所述的光栅莫尔条纹细分方法的光栅位移测量装置，其特征在于:该装置包括光栅传感器，四路同步模数转换器、小波滤波器、放大器、非正交校正器、小波基函数发生器、乘法器、小波鉴相器、微处理器、显示器、键盘；光栅传感器连接四路同步模数转换器，四路同步模数转换器连接小波滤波器，小波滤波器连接放大器、放大器连接非正交校正器，非正交校正器连接乘法器，乘法器连接小波基函数发生器和小波鉴相器，小波鉴相器连接微处理器，微处理器连接显示器和键盘。
【文档编号】G01B11/02GK103604373SQ201310591091
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】常丽 申请人:沈阳工业大学