一种简单的计算机零位光栅设计方法

光栅扭矩传感器采用零位光栅提供绝对零位信号，以防止掉电时数据出错。在零位光栅设计过程中，采用了阈值法，即采用计算机随机产生栅线序列，经计算通过阈值判断以获得所需要的零位栅线序列。该方法可以大大减小编程的复杂性及难度，减小编程量，同时保证设计结果具有光通量大和对比度高的特点，并能满足实际应用的需要。     

一种简单的二维零位光栅编码新方法

二维零位光栅可以给出标志二维坐标系下绝对零位的脉冲,但由于编码设计的计算量巨大,产生二维零位光栅的编码非常困难.本文结合全局优化的DIRECT算法和遗传算法等优化算法,提出一种首先采用优化算法设计较为易于得到的一维零位光栅编码,然后通过简单的矢量运算扩展为二维零位光栅的编码方法.通过验证,利用该方法所设计的二维零位光栅编码能在满足零位信号对比度与优化设计的一维零位光栅编码相同的前提下有效降低二维零位光栅编码设计的计算量.     

零位光栅的计算机设计与性能评定

圆光栅传感器采用零位光栅提供绝对零位信号,以防止掉电时数据丢失.在零位光栅设计过程中,通过设置阈值,将计算机产生的随机序列转换成布尔值序列,并利用两条经验结论作为判断条件,计算、比较后得到满足要求的栅线序列.分析零位光栅刻线序列的特点,得出了一些对于零位光栅刻划具有指导意义的结论.     

柱面光栅阵列器件的零位设计

本文对柱面光栅阵列器件的零位设计原理进行讨论，并利用计算机产生区间内均匀分布的随机数方法，将“１”，“１”分别对零位栅线序列｛Ｂ（Ｉ）｝各元素赋值。该方法同样适用于其它计量光栅的零位设计。     

零位光栅刻线序列的计算机模拟设计

在使用光栅进行长度和角度测量的应用中提供可靠的参考基准是非常重要的，根据零位脉冲产生的基本理论，并结合实际应用中的一些客观要求，采用计算机模拟，寻找最佳零位刻线序列，达到了预期目的，在此基础上进行了对称式零位刻线序列的设计。     

基于二维零位光栅的高精度平面定位系统

随着微电子工业和纳米加工技术的快速发展，对超高精度的定位基准的要求也越来越高．提出一种基于特殊编码的非周期性二维零位光栅的平面定位传感器，采用在二维方向上的非周期性编码产生一个表征绝对零位的最大输出峰．当两块二维零位光栅的相互位置完全对准时，透过的光强达到峰值，峰值的半宽仅为一个光栅栅格尺寸；当两块二维零位光栅的相互位置稍有移动时，透过光强急剧衰减．用光电接受器件接受透射光强信号，经过电路处理，反馈给定位驱动装置，可以在平面内同时实现X和Y方向高精度的定位要求．采用栅格常数为5μm的光栅做实验，可以达到优于20nm的定位精度．实验表明，该平面定位系统可以满足高精度平面定位的要求，有着广泛的应用空间．     

新型精密位移传感器用的CG200型SSPA器件

介绍新型自扫描光栅精密位移传感器用的ＣＧ２００型ＳＳＰＡ器件，它是一种专用固体图象传感器。文中叙述了其电路工作原理、结构特点和功能及光学增透膜的作用，给出了器件的主要性能指标。最后，简单介绍了ＣＧ２００构成的自扫描光栅传感器的示意图。实验结果令人满意。     

光栅位移测量系统的误差自修正方法研究

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.     

相位扫描法制作变栅距光栅

提出了一种制作变栅距(VLS)光栅的相位扫描方法。该方法的主要装置包括一个用于控制刻划机运动的光栅干涉仪和一个相位扫描机构。如果调整光栅干涉仪,保证接收场中只有两条干涉条纹,然后改变用于对条纹进行计数的光电传感器的位置,就可以刻划出具有变栅距的刻槽。对光电式光栅刻划机的控制系统和结构都做了详细论述。按照上述方法成功刻划出了试验性的VLS光栅,它的最小栅距增量为0.33nm,并对在制作过程中产生的误差进行了讨论。采用测量衍射角的方法进行了栅距检测试验,由变栅距光栅和等栅距光栅作出的拟合曲线表明:相位扫描方法是加工具有亚纳米栅距增量的VLS光栅的有效方法,该方法对超精密定位也具有借鉴作用。     

零位光栅的栅线设计

本文简述了零位光栅的特点,对零位栅线的设计进行了探讨,提出一种利用电子计算机进行设计的方法和程序。     

Pitch-modulated phase grating and its application to displacement encoder

Abstract

A binary phase grating with modulated pitch is investigated for a simple displacement encoder. The grating consists of a binary phase grating to eliminate the zeroth-order diffraction, and the pitch of the grating is modulated to compensate the higher harmonics of the encoder displacement signal. Therefore, an undistorted sinusoidal signal as a function of displacement is obtained by simply superimposing a conventional binary grating on the pitch-modulated phase gratings for any air gap between the gratings. The characteristics of the proposed gratings and the encoder signal are investigated by the Fresnel diffraction theory. The proposed grating has been fabricated lithographically, and the signal was examined experimentally. Considering these results, the proposed technique can suppress interpolation error and will be useful for an encoder in precision machining.     

25位绝对式编码器

介绍了在高位数、高精度光电绝对式轴有编码器小型化研制中,采用特殊的绝对编码技术和多读数头模拟量相加获得高质量的光栅信号,并用单片机实现高倍的电插补细分,成功地研制出了小尺寸的２５位高精度绝对式编码器。     

ISP器件在多圈绝对式编码器中的应用

多圈绝对式编码器既可以测量一周之内的角度值,又可以测量旋转轴的旋转圈数。ISP (在系统可编程)器件1016E在双盘多圈编码器中,主要完成码制转换、校正逻辑、加法逻辑及一些辅助逻辑等所有数字电路功能。ISP的应用减小了编码器体积,提高了稳定性,还使一种结构、多种输出组合成为可能,并可方便地将并行输出信号转换为串行信号。     

细光栅自成像光电轴角编码器

根据光栅自成像原理,由波长为690nm的半导体激光器、准直透镜、光电接收元件和光栅等组成细光栅自成像光学系统,得到高质量的莫尔条纹信号。以此信号为基础的细光栅光电轴角编码器具有精度高、频响高、易于实现小型化等优点。该技术是提高光电轴角编码器测角精度和环境适应性的一种新的实用的解决途径。     

Autofocus laser rotary encoder

A laser incremental encoder with autofocus operation isproposed. In the encoder, an optical read head focuses three laserbeams upon a disk with a scaling grating. The scaling grating is areflection grating for which the height difference between adjacentpixels is one quarter of the wavelength of the laser. Each of thetwo laser beams is focused onto one of the two sections of thereflective grating, whereby the pitch of the grating can be detected byinterferometric reflection. The third beam acts to provideautofocus and is reflected from a smooth part between the two sectionsof the reflective grating. Therefore the encoder is less sensitiveto the gap between the optical read head and the scaling grating, andno precision adjustment is required. Also, the reading data arefree from the vibration and waviness of the grating surface. In theexperiments an encoder disk was fabricated from a wafer by lithographictechniques. The encoder with an 18-mm radius of the disk can reacha resolution of 2(16) = 65,536 pulses per revolution withoutelectronic interpolation.     

粗光栅线位移测量系统细分误差补偿前后的精度分析

本文针对粗光栅线位移测量系统的误差来源 ,在大量实验的基础上 ,经过理论分析 ,得出细分误差与本底噪声的线性关系式 ,找到了系统修正误差时的理论依据。同时对系统在细分误差补偿前后作了精度分析。     

粗光栅位移测量系统细分误差的来源与消除分析

本文从粗线纹光栅位移测量系统的原理出发，对里周期性变化的细分误差作了详细的理论分析，并得到了实验的验证．同时提出了从硬件上和软件上消除细分误差的方法，为进一步研制高精度数显系统打下基础。     

动态测量光栅测长仪的位置误差

介绍了一种光栅测量系统动态位置精度评定的方法,以现有的光栅测长仪为研究对象,高精度HP5529A双频激光干涉仪作为校准系统.利用光栅测长仪编码器产生的A-quad-B脉冲信号触发激光干涉仪进行同步动态数据采集,由激光干涉仪软件来获取和显示位置误差数据,并绘制更真实详细的动态误差图.最后对动态误差实验结果进行分析和讨论.     

Precisely tunable, narrow-band pulsed dye laser

Anarrow-band, precisely tunable dye laser pumped by an injection-seeded YAG laser is described. The laser achieves an output of 100 mJ/pulse and 40% efficiency when one uses Rhodamine 6G dyes. The output pulse is Gaussian both in time and spatial profile. The laser oscillator employs an intracavity étalon that is repetitively pressure scanned over one free spectral range while the grating successively steps to consecutive étalon modes. We pressure scanned the étalon under computer control using a bellows. Methods are described for calibrating the tuning elements for absolute precision. We demonstrated that the laser has an absolute precision of ±0.4 pm over a 1.0-nm scan. This accuracy is achievable over the wavelength range of a dye.