大行程納米分辨力光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，納米測(cè)量技術(shù)在大多數(shù)領(lǐng)域得到蓬勃發(fā)展。位移是最基本物理量之一，而現(xiàn)代精密位移測(cè)量技術(shù)的兩個(gè)主要手段是激光干涉測(cè)量和光柵計(jì)量。相較于激光干涉測(cè)量，光柵計(jì)量不易受環(huán)境干擾、成本較低、易于小型化，因此得到廣泛地研究和應(yīng)用。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)于計(jì)量光柵的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟且已批量生產(chǎn)，但其測(cè)量分辨力較低，因此研究高分辨力的光柵位移測(cè)量系統(tǒng)具有重要意義。
　　本研究利用光柵位移傳感器作為核心元件，采用了數(shù)字濾波的方式減小了信號(hào)

2、的噪聲，配合軟硬件綜合的細(xì)分方法，搭建了一個(gè)高分辨力、高穩(wěn)定性的位移測(cè)量系統(tǒng)。主要完成了以下工作:
　　(1)根據(jù)課題所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，設(shè)計(jì)承載光柵尺、電機(jī)、導(dǎo)軌的機(jī)械結(jié)構(gòu);
　　(2)設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路，包括差分放大、消除直流、歸一化處理、濾波等模塊，從而得到信噪比較高的兩路正交的正余弦信號(hào);
　　(3)確定細(xì)分方法為軟硬件結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)相應(yīng)的脈沖計(jì)數(shù)電路，并結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡編寫位移測(cè)量程序，并采用數(shù)字濾波算法濾除輸出信