基于STM32的时栅转台高精度自动标定系统设计.pdf

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1、2014年第33卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)107基于STM32的时栅转台高精度自动标定系统设计杨继森，何建，彭东林，冯济琴，郑方燕(1．重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054；2．时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室。重庆400054)摘要：针对目前时栅转台采用手动方式进行标定，工作效率低、精度难以保证的现状，设计了一种能够进行数据采集、处理和误差补偿的时栅转台自动标定系统。该系统以激光干涉仪作为测量基准，采用了闭环控制技术，进行测量误差补偿。实验结果表明：该系统标定精度高，经过该系统标定后

2、的时栅转台精度达到±2，且标定速度是手动方式的2倍以上，显著提高了时栅转台标定效率。关键词：时栅传感器；转台；自动标定；误差补偿中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)03--0107--03Dqes"itg~noOfrhilg~hpreci‘si。onalUttoOmaticcalibrations；yst~emfortime．gratingturntablebased0nSTM32YANGJi—sen，HEJian，PENGDong—lin，FENGJi．qin，ZHENGFang．yan’(1．EngineeringResearchCenterofM

3、echanicalTestingTechnologyandEquipment，MinistryofEducation，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China；2．ChongqingKeyLaboratoryofTime-GratingSensingandAdvancedTestingTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Aimingatpresentstateofloweficiencyandprecisionishardtoguaranteeintheprocessofman

4、ualcalibrationoftime—gratingturntable，anautomaticcalibrationsystemwithwhichcancarryoutdataacquisition，processing，anderrorcompensationfortime—gratingturntableisdesigned．Closed-loopcontroltechnologymeasurementerrorcompensation，thesystemtakeslaserinterferometerasmeasurementstandard．Experimentalresult

5、showsthattheturntableprecisionCanreach±2”aftercalibrationandthecalibratingspeedistwicemorefasterthanmanualmode，thecalibrationeficiencyoftime-gratingturntableissignificantlyimproved．Keywords：timegratingsensor；turntable；automationcalibration；errorcompensation0引言栅转台的标定效率，将是时栅转台大批量生产和产业化应时栅位移传感器作为一种新型

6、的精密位移传感器，具用所面临的问题，本文为了解决这一问题，本文设计了一种有测量精度高、成本低、抗干扰能力强等显著特点，在工业、能够进行数据采集和误差补偿的时栅转台高精度自动标定科研和国防等各个领域都有着广阔的应用前景⋯。时栅系统。转台以时栅角位移传感器为技术核心，可以实现高精度分1系统工作原理与结构度定位，但因受加工、安装、电气参数等影响，进行角位移测时栅转台自动标定系统是以激光干涉仪为测试基准，量时存在误差，这就需要进行误差补偿来提高测量精度，通将激光干涉仪的回转轴固定到时栅转台的上，使两者能够常是采用更高精度母仪来进行标定。目前，时栅转台的标同轴转动，当转过一定角度时，时栅转台能得到一

7、个角度值定工作主要采用激光干涉仪作为测量基准，转台的位置转0，同时激光干涉仪也会得到一个角度值，由于激光干涉动依靠手轮，每转动到一个位置，手动采样该位置的测量误仪的精度非常高(±0．5”)，作为测量基准，因此，这2个值差，整个过程繁琐，通常全周(0。-360。)采样数百个点，全之差AO就可看作时栅转台在该位置的测量误差。通过在过程耗时数小时，实验员容易因疲劳而出错。此外，时栅转转台内时栅传感器对极点和对极内采集大量不同点