矩阵式光栅尺光栅信号处理与补偿技术研究

发布时间：2024-02-25 05:16

　　随着科技和工业自动化的发展,以高精度、高分辨率的光栅位置测量在实现自动化设备在位置和速度具有重要地位。无论是在大型装备或是在微电子行业,具有高分辨率和大量程的光栅尺传感器总是在工业自动化中扮演着重要角色。光栅尺位移传感器可以实现电子制造设备位置和速度反馈,保证设备能够实时读取位置和速度信息并正常工作。目前,国内外均对光栅信号进行了实际和有效的处理和细分,形成了一定的体系和研究方法,但方案和信号处理好坏不一。本文尝试在前人的基础上,对光栅尺信号处理和补偿技术进行继续研究。本文介绍了国内外对光栅尺技术的研究和应用现状,阐述了矩阵式光栅尺的工作原理和莫尔条纹的形成原理,分析和总结前人对光栅信号建立的模型和研究。针对已有模型进行探究和分析,总结了光栅信号的误差形式、处理方法和误差补偿方法。在已有经验和数学模型基础上,总结出对于绝对式光栅尺信号误差模型的处理方法,对经过初级处理后的信号分析误差并进行误差补偿技术研究。在建立模型的基础上,运用有限响应滤波器(FIR)和离散傅里叶变换(FFT)对信号进行前期分析并进行处理,运用状态估计的方法对非均匀频率的莫尔条纹进行频率估计和重采样,并按照曲线拟合的...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1莫尔条纹20世纪中期，随着电子技术和数控加工的发展，计量光栅才真正起到至关重要的

在光栅尺中，光栅信号的主要误差境影响，其中主要有直流偏移量、幅值干扰、直流漂移、正交性偏差是测量系统中在运信号的误差补偿，特别是光栅实时性补偿研式光栅尺工作原理，建立光栅信号的数学模型，对信号采用傅里叶变换下状态观测和偿以及采用CORDIC算法求解角度位置信计、仿真实验与误差....

图1.2海德汉光栅尺英国REMSHAW（雷尼绍）公司的光栅尺是基于非接触光学原理的，功能上实现

国天文台通过调整Heydemann的补偿模型，对海德汉产品的莫椭圆插补方式，并取得了一定的进步等。世纪，科学技术飞速进步、不断革新的制造业的发展壮大和工景下，精密制造和精密仪器对精密测量仪器提出了更高的要求和企业加入光栅类光栅尺、圆形编码器的研发和制造行列。国和企业主要有德国....

图1.3REMSHAW绝对式光栅相对而言，我国对于光栅尺的研究起步较晚，上世纪中期最早的光栅研制单位包

图1.3REMSHAW绝对式光栅相对而言，我国对于光栅尺的研究起步较晚，上世纪中期最早的光栅研制单京机床研究所、长春光机所等。在1964年中国科学院长春光机所研制了国圆形编码光栅，并应用于光电经纬仪上，并随后开展了增量式和绝对式光栅随着需求的的不断增加,国内的许多科研单....

图2.1光栅尺基本结构

第2章矩阵式光栅尺的工作原理19世纪发现当两块光栅重叠在一起，组成一对光栅副，角时候，就会形成波纹状现象，并应用于光电测量系统，至此利用光栅作为测量系统的发展开始。原理及用途尺主要由LED光源、指示光栅（主光栅）、标尺光栅（副头）以及后续处理电路组成，如图2.1。....

本文编号：3910131