基于條紋相移的光柵干涉儀定位系統(tǒng)超精密位移測(cè)量方法與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、精密定位技術(shù)作為精密制造和精密裝備的基礎(chǔ)，一直制約著我國(guó)精密制造和精密裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而納米級(jí)的位移測(cè)量技術(shù)又是制約精密定位技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要原因?，F(xiàn)代納米級(jí)精密位移測(cè)量技術(shù)最主要的兩個(gè)研究方向是激光干涉儀測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)和精密光柵測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)。相比而言，精密光柵測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)在分辨力、測(cè)量精度和測(cè)量行程不輸于激光干涉儀的條件下，對(duì)環(huán)境的要求更低、抗干擾能力更強(qiáng)、光路結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、安裝條件更寬松、占用空間更小、成本低廉、更易于推廣。國(guó)外對(duì)于精密光

2、柵測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的研究已相當(dāng)成熟并已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，而我國(guó)則由于起步較晚，雖已有一定發(fā)展，但較之國(guó)外先進(jìn)水平尚存在一定差距，因此，研究基于衍射光柵的納米級(jí)位移測(cè)量系統(tǒng)意義重大。
　　本文研究了一種基于光柵干涉相位移動(dòng)掃描原理的納米級(jí)位移測(cè)量系統(tǒng)。利用光柵干涉儀實(shí)現(xiàn)光學(xué)四倍頻，再利用條紋移相機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的進(jìn)一步細(xì)分，使得系統(tǒng)獲得亞納米級(jí)的分辨率。
　　基于光柵干涉原理和相位掃描原理，提出了一種相位移動(dòng)掃描的方法，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)搭建了

3、具有亞納米級(jí)分辨率的超精密定位測(cè)量系統(tǒng)。
　　對(duì)精密定位系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行了研究，成功的將基于光柵干涉相位移動(dòng)掃描的位移測(cè)量系統(tǒng)融入到精密定位系統(tǒng)中，提高其定位精度。根據(jù)定位過(guò)程，完成了精密定位系統(tǒng)上位機(jī)測(cè)控軟件設(shè)計(jì)。
　　整合光柵干涉測(cè)量系統(tǒng)、條紋移相系統(tǒng)、精密定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和信號(hào)生成及采集系統(tǒng)，搭建了基于條紋相移的光柵干涉儀精密定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)位移測(cè)量系統(tǒng)各單元的性能進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并對(duì)精密定位平臺(tái)的定位精度進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)