光柵尺作為高精度位置測量儀器,其分辨率受制于超精密的空間刻劃技術(shù),測量精度急需通過電子學(xué)細(xì)分法來提高。為此,提出了"時空轉(zhuǎn)換"的思想:借助于載波調(diào)制理論,引入了恒定的時空當(dāng)量,將對空間位移的測量轉(zhuǎn)換為對信號瞬時周期的測量。首先,進(jìn)行了時空轉(zhuǎn)換法的數(shù)學(xué)推導(dǎo),探究了正弦波光柵尺位移的測定和移動方向的判別方法;然后,在DSP開發(fā)平臺下,搭建出基于時空轉(zhuǎn)換法的正弦波光柵尺位移測量系統(tǒng);最后,從實(shí)驗數(shù)據(jù)以及光柵信號的殘余直流電平、幅值不均衡、相位不正交等方面進(jìn)行了誤差分析。實(shí)驗表明:柵距為8mm的正弦波光柵尺,在時空轉(zhuǎn)換法下,平均測量誤差為±0.258 1μm,兼顧了細(xì)分與辨向。 

【文章來源】：傳感技術(shù)學(xué)報. 2015,28(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【文章目錄】：
1時空轉(zhuǎn)換法的數(shù)學(xué)推導(dǎo)[7]
    1.1正弦波光柵尺位移的測定
    1.2正弦波光柵尺移動方向的判斷
2時空轉(zhuǎn)換法的信號處理
    2.1正弦波光柵尺輸出信號處理流程
    2.2正弦波光柵尺輸出信號處理波形圖
3時空轉(zhuǎn)換法的實(shí)驗設(shè)計
    3.1實(shí)驗平臺
    3.2實(shí)驗過程
        (1)斬波信號Es(t)和Ec(t)的PWM模塊產(chǎn)生:
        (2)時空變換法輸出脈沖信號周期的捕獲:
        (3)四倍頻法脈沖信號的解碼:
        (4)上位機(jī)界面設(shè)計:
    3.3實(shí)驗結(jié)果
4時空轉(zhuǎn)換法的誤差分析
    4.1從實(shí)驗數(shù)據(jù)分析
    4.2從光柵尺信號質(zhì)量分析
        (1)直流電平殘差
        (2)幅值不均衡
        (3)相位不正交
5結(jié)論



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