三維光柵位移測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、一些高新行業(yè),其對器件的尺寸精度要求相當(dāng)高,一般都要達(dá)到微米級,甚至需達(dá)納米級別。對于機(jī)械加工業(yè),靠一般的加工測量方法是無法生產(chǎn)出如此高精度的器件,只有通過高精度的數(shù)字式測量方可生產(chǎn)滿足這種尺寸精度要求的器件。
　　光柵測量技術(shù)是以光柵莫爾條紋原理為基礎(chǔ),以對莫爾條紋數(shù)目計(jì)數(shù)而進(jìn)行測量的一種高精度測量技術(shù)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工過程中的位移和角度的高精度測量,并在其中發(fā)揮著重要的作用。光柵位移傳感器就是較常用的一種線位移光柵傳

2、感器,它在工作過程中將其檢測到的高精度位移以一種電信號形式輸出,對該信號的處理尤為重要。因此,負(fù)責(zé)處理光柵位移信號及數(shù)據(jù)的光柵位移測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為光柵測量的關(guān)鍵技術(shù)之一,其直接關(guān)系到測量的精度及準(zhǔn)確度。
　　本文詳細(xì)分析了光柵位移傳感器的測量原理,也就是莫爾條紋原理;提出了三維光柵位移測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了系統(tǒng)硬件及軟件的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中,一方面詳細(xì)介紹了硬件中各功能電路的設(shè)計(jì)原理及具體實(shí)現(xiàn)方法,其

3、中主要包括:細(xì)分辨向電路,主控電路,顯示電路以及控制電路;另一方面,根據(jù)硬件電路的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的PCB(印制電路板)。對于系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),根據(jù)功能的不同,分為了主機(jī)軟件及從機(jī)軟件的設(shè)計(jì)。主機(jī)的軟件設(shè)計(jì)中,詳細(xì)介紹了主機(jī)主程序及通信程序的設(shè)計(jì);而從機(jī)的軟件設(shè)計(jì)中,則詳細(xì)介紹了從機(jī)主程序、位移計(jì)算程序、位移顯示程序、控制程序以及通信程序的設(shè)計(jì)。在完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后,制作了系統(tǒng)樣機(jī),并進(jìn)行了調(diào)試。
　　系統(tǒng)樣機(jī)通過調(diào)試后,對其功能及性