平面光柵測(cè)量系統(tǒng)零位對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、光柵尺由于具有精度高、不易受環(huán)境干擾、體積小、操作方便、成本不高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地作為超精密測(cè)量工具之一。對(duì)準(zhǔn)精度是增量式光柵尺的重要指標(biāo)，所以如何提高對(duì)準(zhǔn)精度是光柵測(cè)量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。
　　本文設(shè)計(jì)了一種雙光柵零位對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，雙光柵包括標(biāo)尺光柵和掃描光柵。設(shè)計(jì)了雙光柵結(jié)構(gòu)和光路結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)電路進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集得到基本的輸出信號(hào)，設(shè)計(jì)算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，實(shí)現(xiàn)了在較大工作距離（≥20mm）的前提下達(dá)到微米級(jí)的

2、對(duì)準(zhǔn)精度（≤1μm）。
　　課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，利用相關(guān)理論，設(shè)計(jì)了標(biāo)尺光柵和掃描光柵的重要參數(shù)。利用成像掃描原理設(shè)計(jì)了雙光柵的編碼結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了仿真；進(jìn)行了菲涅耳衍射效應(yīng)的仿真，設(shè)計(jì)了雙光柵的基本刻線寬度；推導(dǎo)衍射效率公式，設(shè)計(jì)了標(biāo)尺光柵的內(nèi)部周期刻線結(jié)構(gòu)。
　　其次，設(shè)計(jì)了基于雙光柵零位對(duì)準(zhǔn)的光路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)平行光正入射時(shí)的光信號(hào)檢測(cè)。
　　然后，設(shè)計(jì)了相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換電路與多個(gè)級(jí)次衍射光之間