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《绝对编码光栅的相位细分及其在位移测量中的应用》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第31卷第8期光学学报Vol.31,No.82011年8月ACTAOPTICASINICAAugust,2011绝对编码光栅的相位细分及其在位移测量中的应用赵勇1,211苏显渝张启灿1四川大学光电科学技术系,四川成都610064(2成都千嘉科技公司,四川成都610200)摘要提出通过光栅条纹相位的精密测量,获取光栅高精度位移信息的方法。具体方法是对光栅图像采用多码道设计,用CCD二维图像传感器获取测量段光栅图像多码道信息。对最低码道图形的周期函数序列进行傅里叶变换、基频滤波和逆傅里叶变换获得光栅截断相位分布,其余码道信息提供相位展开的级次,以此获得测量段光栅的绝对相
2、位分布。用光刻的手段制作了实用的绝对编码光栅,基元码道的尺寸是:27.36μm用于明条纹,27.36μm用于暗条纹,最小基元码道空间周期为54.72μm,光栅长度为14008.32μm。在步长近似3μm的位移测试中,与比对的标准仪器记录值比较,标准偏差为0.2057μm,精度在亚微米量级。重复性实验表明,位置测试的稳定性为0.09μm(标准差),得到600倍以上细分的分辨力。关键词光学测量;绝对编码;光栅;位移测量;相位细分中图分类号O438文献标识码Adoi:10.3788/AOS201131.0812005PhaseSubdivisionofAbsoluteCo
3、dingGratingandApplicationinDisplacementMeasurement1,211ZhaoYongSuXianyuZhangQican1Opto-ElectronicsDepartment,SichuanUniversity,Chengdu,Sichuan610064,China(2ChengduQianjiaTechnologyCo.,Ltd.,Chengdu,Sichuan610200,China)AbstractAphasesubdivisionofabsolutecodingisproposedtoenhancetheresolu
4、tionofabsolutecodinggratingindisplacementmeasurement.Theusedgratingconsistsofmultiplecodechannelgrating.CCDimagesensoracquiresinformationofmultiplecodechannelinmeasurementsection.TheabsolutephasedistributioninmeasurementsectionisobtainedbyFouriertransform,filtering,inverseFouriertransf
5、orm,andphaseunwrapping.Practicalabsolutecodinggratingisfabricatedbylithography.Thesizeofminimumcodepatternis27.36μmforlightanddarkfringe.Spaceperiodofbenchmarkcodesequencepatternis54.72μm,andthelengthofgratingis14008.32μm.Alargenumberofdisplacementtestsarecarriedout.Inthedisplacementte
6、stofsteplengthapproximate3μm,comparedwiththerecordvalueofstandardequipment,thestandarddeviationis0.2057μm.Theprecisionreachessub-micronlevel.Thestabilitytestsdemonstratethattheresolutionof600timesofsubdivisionsonminimumcodepatternisgotten.Keywordsopticalmeasurement;absolutecoding;grati
7、ng;displacementmeasurement;phasesubdivisionOCIScodes120.2820;120.5050;070.00701引言精密测量已在世界上取得普遍应用,其主要方法为[1]位移测量技术是现代测量技术中最基础、最普光栅叠栅条纹技术,激光干涉仪技术等。与增量遍的一种测量技术,利用光电转换技术进行位移的式光栅编码器比较,绝对编码光栅有很多优势,由于收稿日期:2011-03-25;收到修改稿日期:2011-05-02基金项目:国家自然科学基金(60838002)资助课题。作者简介:赵勇(1966—),男,博士研究生,主要从事光电检
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