光栅细分可预置倍频锁相电路

介绍长圆光栅数显表中一种细分数任意可调的莫尔条纹细分电路，并对电路原理进行了详尽的分析。     

光栅莫尔条纹细分技术的研究

光栅是一种精密测量装置 ,测量原理是以光栅移动形成的莫尔条纹为基础。介绍输出正弦信号和方波信号的光栅在位移测量中脉冲细分的常用方法 ,分析其中两种方法的电路与波形并对其进行实验 ,验证细分原理的正确性     

空间精密位移信号软细分方法研究

为了解决高精度数控装备对位移传感器高分辨力反馈的需求,本文提出通过对空域信号特征的分析,从时空变换理论模型的角度去研究位移测量问题;利用光栅周期性栅线作为等空间位置触发位置采样建立空间序列模型;通过对光栅莫尔条纹信号自适应预测细分模型阶数与系数估计算法完成光栅莫尔条纹信号细分。实验结果证明此方法可以实现光栅莫尔条纹400倍细分,细分精度优于信号周期的±1%。此细分方法利用光栅刻划精度,信号细分精度与光栅信号波形质量无关,在不增加硬件的条件下实现光栅莫尔条纹精密细分,具有重要实际应用价值。     

基于时空转换原理的光栅莫尔信号数字细分

光栅测量的分辨率受限于光栅盘的刻划间距,需通过电子细分等方法提高其测量精度。文中借助时空转换原理,通过载波调制将表征光栅位移的莫尔信号相位加载到时间信号中。证明了通过对时间信号的周期测量实现光栅莫尔信号的40倍细分的方法可行性,并基于现场可编程门阵列(FPGA)平台设计了光栅莫尔信号的40倍细分集成化的功能电路;分别使用仿真与实际电路测试验证了细分方法的有效性。基于时空转换的数字细分系统具有可靠性高、易于集成以及低成本可定制化等优点。     

莫尔条纹乘法倍频

光栅形成的莫尔条纹,在位移测量和控制中获得了广泛应用。本文介绍莫尔条纹乘法倍频细分的原理、实现电路、细分效果、主要特点和误差分析。该方法与蔡司光电正余弦(Phocosin)相比较,在原理上不会因倍频处理而附加新的高次谐波,因而可以用在运动速度较高的场合。除此之外,尚有细分精度高、线路简单等优点。     

基于DSP的宽动态范围莫尔条纹计数与精密细分技术

为莫尔条纹的计数与细分提供了一种基于DSP(数字信号处理器)的高速软件解决方案。它能有效的解决传统系统中计数电路与细分功能不能无缝匹配的问题,提高测量的准确性。由于采用了高速信号处理和闪烁采样技术,采用该方案的系统能处理宽动态范围的莫尔条纹信号。提供的实例能对从直流到1MHz的莫尔条纹信号进行计数与细分,对于1μm光学分辨率的光栅测长系统来说,其相应的最高测量速度为1000mm/s,细分步长可以达到nm级。     

光栅位置检测技术现状及发展

光栅位置检测技术现状及发展合肥工业大学孟超，费业泰一、前言利用光栅作为传感元件进行位置测量的原理是：用一对计量光栅作位移传感器，通过对莫尔条纹的计数测出移动光栅的位移量。随着光栅刻制技术的发展和莫尔条纹细分技术的不断完善，工业计量领域中的光栅技术得到...     

角度基准中莫尔条纹细分的研究

在圆光栅用于角度基准研究中采用莫尔条纹的电载波调制电细分,把一对正交的莫尔条纹信号分成20000等分,并可实现仪器的动态和静态测量,还能动态检测光学度盘和圆光栅     

基于CPLD的光栅信号处理专用接口芯片设计

针对光栅位移传感器输出的莫尔条纹信号,采用可编程逻辑器件(CPLD)EPM7128设计研制了由4细分与辨向模块、24位可逆计数模块以及总线接口模块构成的光栅信号处理专用接口芯片。简要介绍了光栅位移传感器的工作原理,详细介绍了细分与辩向、计数和接口模块的内部算法实现逻辑及编程方法。芯片的电路设计采用硬件描述语言VHDL,开发环境应用MAXPLUSⅡ。完成的光栅位移传感器信号处理电路精度高、测量范围大,可实现数字量输出,方便的与计算机接口。     

单片机在幅值分割细分法上的应用

本文就莫尔条纹的细分方法进行了详细的讨论,并针对幅值分割细分法电路复杂、细分数低的特点,对其进行了改进,将单片机技术和A/D技术引入幅值分割细分电路中,既简化了细分电路又提高了细分数,具有在不改变电路的情况下,可随意调整细分数的优点。文中给出了单片机用于幅值分割细分法的硬件电路方案和程序框图,此原理已被用于光栅千分表和光栅测角系统的细分电路中。     

一种光栅莫尔信号数字锁相细分方法

为了保证和提高光栅传感器在动态测量过程中信号细分结果的准确性和实时性,本文提出一种新型的莫尔信号数字锁相细分方法。该方法采用开环结构,根据光栅莫尔信号的实时频率,利用小数分频方法完成对光栅莫尔信号的细分功能;开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字锁相细分电路,并对细分实现过程中的电路关键环节进行详细分析;使用自制的细分电路板分别验证了以信号发生器和实际信号为输入的细分算法有效性,并且将改进数字锁相细分方法与传统锁相细分方法进行细分效果对比,实验结果证明,本文设计的数字锁相细分算法能够在更高的莫尔信号频率和频率变化率情况下完成细分功能,因而能够更好的应用于动态测量场合。     

提高光栅莫尔条纹信号质量的滤波方法

针对莫尔条纹信号的质量问题提出一种相位差滤波法.将指示光栅上四场裂相方式中每场细分为多个不同相位的行组合,利用行组合间的不同相位排列关系来消弱高次谐波的分量,从而提高莫尔条纹信号的质量.首先,介绍了莫尔条纹的傅里叶级数表达式,对莫尔条纹的各次谐波特性进行了分析.然后,以指示光栅的图案设计为例,阐明该滤波方法消除二次、三...     

ISP技术在磨床测控系统中的应用

介绍了由光栅传感器构成的磨床测控系统的发展过程,给出了系统设计的总体思路,论述了在系统可编程技术在系统中的应用。采用数字化锁相式光栅莫尔条纹信号细分理论及可编程逻辑器件集成化技术,利用在系统可编程逻辑器件ispLSI1032设计出数字化锁相倍频电路,实现了数字化控制,提高了信号的跟踪能力,系统的测控精度、集成度及可靠性大幅度提高。     

一种新型纳米光栅传感器的理论研究

为了开发结构简单，抗干扰能力强的纳米测量精度光栅传感器，对基于二次莫尔条纹信号的纳米测量精度光栅传感器的测量原理进行了理论分析，通过仿真计算，其测量分辨力可达到5．40〉（10^10-10m，测量精度可达到纳米级。此外，对指示光栅和标尺光栅不平行时对二次莫尔条纹信号质量的影响进行了理论分析和仿真计算。     

提高光栅莫尔条纹CCD采集质量的噪声处理

为提高CCD采集的光栅莫尔条纹信号质量,采用相关双采样法对CCD采集的莫尔条纹信号进行噪声处理,通过对相关双采样原理进行建模和仿真,验证了此方法在噪声相关程度越大的情况下,对噪声的抑制越好.采用一款内部带有相关双采样电路的AD转换器对CCD输出信号进行采集,使用FPGA产生CCD驱动时序、AD驱动时序和配置时序.使用Verilog HDL语言和Quartus Ⅱ软件进行时序程序编写和仿真,仿真结果表明了设计的正确性,因此相关双采样去噪法可以应用在莫尔条纹的采集系统中以提高莫尔条纹的信号质量.     

非均匀采样莫尔条纹信号的分析与处理

为了动态、实时地测量光电编码器在变速转动情况下的细分误差,提出了一种莫尔条纹信号的非均匀采样分析与处理方法。利用傅里叶级数原理构造了实际情况下的莫尔条纹信号方程,根据编码器在不同转速下的实时采样,揭示了莫尔条纹信号的非均匀采样特征。鉴于信号采样的非均匀性,采用曲线拟合的最小二乘法重构莫尔条纹信号,利用离散傅里叶变换算法分析重构信号并求出波形参数。通过信号参数与细分误差的关系式,测量了编码器动态细分误差。采用该方法对21位绝对式光电编码器莫尔条纹信号进行了分析和处理,两次测试得到其动态细分极值误差为+3.21″、-4.69″和+3.45″、-4.81″。实验结果表明,该方法可以有效地分析和处理编码器在非匀速转动下产生的变频莫尔条纹信号,精确地测量编码器的动态细分误差,为工作现场编码器误差的实时检测与修正奠定了基础。     

光栅信号软件细分技术及其误差分析

对光栅头输出的两路信号sinΦ和cosΦ进行A/D转换后,通过其转换结果的极性及比较两者绝对值的大小实现莫尔条纹八细分。通过两者比值形成的正切或余切值计算细分数,从而实现再细分。并对该技术引入的误差和光栅信号的辨向进行了研究。     

高正交关系的莫尔条纹信号

莫尔条纹的电子学细分需要有一对光电正交的莫尔条纹信号。本文叙述了在圆光栅系统中产生裂相误差的四种原因和消除它们的办法。最后,在一台圆分度检验仪上已经得出了优于0.5°裂相误差的结果。     

微型计算机在莫尔条纹信号细分中的应用

本文根据微型计算机的特点,提出了用“计算法”对莫尔条纹信号进行细分的原理,导出了计算细分值的表达式,在此基础上介绍了以TP801单板机为核心,完成64细分的实时数据采集与处理系统的组成、工作原理以及TP801单板机的工作程序,并对实验结果进行了分析和讨论。实验结果表明:用微型计算机完成莫尔条纹信号细分是可行的.     

基于DSP的光栅传感器信号同步采集与细分处理

高频率小位移振动信号的高精度测量可以使用光栅传感器来实现,但传感器输出莫尔条纹信号的频率也较高,这对信号采集和处理提出更高的要求。介绍了利用DSP和MAX115构成的系统对光栅传感器的两路输出信号进行高速同步采集,以及对光栅信号实现200倍频的软件细分方法。