平面光柵測量系統(tǒng)零位對準技術(shù)研究.pdf

1、光柵尺由于具有精度高、不易受環(huán)境干擾、體積小、操作方便、成本不高等優(yōu)點而被廣泛地作為超精密測量工具之一。對準精度是增量式光柵尺的重要指標，所以如何提高對準精度是光柵測量技術(shù)發(fā)展的一個重要方面。
　　本文設(shè)計了一種雙光柵零位對準系統(tǒng)，雙光柵包括標尺光柵和掃描光柵。設(shè)計了雙光柵結(jié)構(gòu)和光路結(jié)構(gòu)，然后通過設(shè)計相關(guān)電路進行光電轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集得到基本的輸出信號，設(shè)計算法對信號進行濾波處理，實現(xiàn)了在較大工作距離（≥20mm）的前提下達到微米級的

2、對準精度（≤1μm）。
　　課題的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，利用相關(guān)理論，設(shè)計了標尺光柵和掃描光柵的重要參數(shù)。利用成像掃描原理設(shè)計了雙光柵的編碼結(jié)構(gòu)，并進行了仿真；進行了菲涅耳衍射效應(yīng)的仿真，設(shè)計了雙光柵的基本刻線寬度；推導(dǎo)衍射效率公式，設(shè)計了標尺光柵的內(nèi)部周期刻線結(jié)構(gòu)。
　　其次，設(shè)計了基于雙光柵零位對準的光路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對平行光正入射時的光信號檢測。
　　然后，設(shè)計了相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換電路與多個級次衍射光之間