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《光栅位移测量系统的误差自修正方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第29卷第4期计量学报Vol.29,№42008年9月ACTAMETROLOGICASINICASeptember,2008光栅位移测量系统的误差自修正方法研究1,21,211江晓军,黄立华,黄惠杰,王向朝(1.中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:文中介绍的误差自修正方法是通过光栅位移测量系统中单片机对光栅传感器的多个零位信号进行计数,并根据测量值和系统设定值得到的误差函数自动进行误差修正。实验结果表明,该方法对光栅位移测量系统的误差既可自动进行有效的修正,又可提高系统的测量精度。关键词:计量学;光栅传感器;位移测量;
2、误差修正中图分类号:TB921文献标识码:A文章编号:100021158(2008)0420309204AnAutomaticErrorCorrectionMethodforGratingDisplacementMeasurementSystem1,21,211JIANGXiao2jun,HUANGLi2hua,HUANGHui2jie,WANGXiang2zhao(1.ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,ChineseAcademyofSciences,Shanghai201800,China;2.GraduateSchooloft
3、heChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)Abstract:Amethodfortheautomaticerrorcorrectionofgratingdisplacementmeasurementsystemisintroduced.Asinglechipcomputerinthedisplacementmeasurementsystemcountsthenumberofzeropositionsignalsandimplementstheerrorcorrectionaccordingtotheerrorfunctiontha
4、tisobtainedbycomparingthemeasuringvaluewiththesystemsettingparameter.Experimentalresultsshowthatthemethodcanbeusedtocorrecttheerrorsautomaticallyandimprovethemeasuringprecisionofthedisplacementmeasurementsystem.Keywords:Metrology;Gratingsensor;Displacementmeasurement;Errorcorrection主要缺点是修正后的系统
5、在使用一段时间后,实际1引言测量系统的误差发生了变化,而单片机仍然按照上次人工确定的误差函数对该系统的误差进行修正,随着我国机械制造业和仪器仪表业的快速发这将导致系统测量精度的降低。展,人们对于日益广泛应用的光栅位移测量系统测本文提出的光栅位移测量系统的误差自修正方量精度的要求越来越高,出现了许多提高系统测量法,是通过单片机对具有多个零位的线位移光栅传[1]精度的方法。目前许多项目采用了误差修正的方感器的信号进行处理,然后由零位信号的计数值和法,它是按一定的校正周期进行修正,经过人工对比测量值得到位移信息,最后根据误差函数自动进行测量值和标准器的数值,得到一个确定的误差函数,误差修
6、正。该方法克服了目前误差修正方法的不[2～6]然后由单片机根据这个函数进行误差修正。这足,较好地提高了光栅测量系统的测量精度。种方法一定程度上提高了系统的测量精度,但是,其收稿日期:2007205215;修回日期:2007209210作者简介:江晓军(1970-),男,四川内江人,中国科学院上海光学精密机械研究所助理研究员,中国科学院研究生院博士研究生,主要研究方向为精密光电检测技术。xiaojunj@mail.siom.ac.cn310计量学报2008年9月次,得到21个误差测量数据。然后,根据式(1)对测2误差自修正的光栅位移测量系统量系统进行误差修正,测量结果如图2所示。图1
7、所示的误差自修正光栅位移测量系统是由精密导轨系统、光栅传感器、电路系统、单片机和LED显示器系统组成。图1误差自修正的光栅位移测量系统的结构图图2测量结果的误差修正光栅传感器的全量程为200mm,栅距为0.02从图2可见,测量系统的分辨率为lμm,该系统mm,每隔10mm设置一个零位。测量时,精密导轨未进行修正前的总体误差为±4.5μm。在位移0～系统驱动光栅传感器,产生莫尔条纹,该条纹在4个130mm的测量范围内,测量误差为负值,而在位移光敏元件上成像并被转化为相位
