[发明专利]一种光栅尺周期内精度的自动检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光栅尺周期内精度的自动检测装置，用于高精度光栅尺生产中的质量检测或对光栅尺成品的检测。

背景技术

光栅尺周期内精度就是检验在一个周期内的误差，高的周期内细分精度是高的测量精度的基础，周期内精度检测同时也是光栅尺质量检测的项目之一。一般的检验方法中都包含了一个标准件，标准件的意义就是提供一个误差较小的标准，待检验的器件就能在一定误差范围之内同标准件的值进行比较，这样就存在对于标准件的依赖性，增加一些对于标准件的要求和测量方法，检验方法等，同时需要能取得的点数也是有限的，对于每一个点都需要进行人为的记录，而且需要在同一个周期内操作，也存在一定的实验难度，同时标准件和待检验的光栅尺之间的比较需要一定的传动装置，使其同步运行，这样不可避免的也会引入一些误差。总之，利用标准件会引入更多的误差和不确定因素。

在标准JB/T 10030-1999《光栅线位移测量系统》中描述了细分误差实验方法，采用不确定度小于被检光栅测量系统细分误差标定值的三分之一或二分之一(当分辨率为0.1和0.2μm时)的长度测量系统，在一个栅距内进行比较检验。

在这种检验方法当中，涉及到必须搭建比较可靠的检验设备，减小由于标准件引入的误差，才能发挥标准件的作用，不论从检测方法的复杂性和检测成本来讲，都是较高的。

发明内容

本发明为解决现有测量方法采用标准件作为待检测光栅尺的衡量标准时存在误差，设备费用较高，同时设备的结构存在误差，并且存在检验精度受到标准件限制的问题，提供一种光栅尺周期内精度的自动检测装置。

一种光栅尺周期内精度的自动检测装置，该装置包括数据采集模块、速度计算模块、数据存储模块和数据分析模块，所述数据采集模块从读数头中采集读数头在主光栅上位置值；所述速度计算模块根据数据采集模块采集的读数头在主光栅上的位置值并计算当前的读数头在主光栅上的移位速度；所述数据存储模块根据速度计算模块获得的读数头的移位速度对数据采集模块采集的读数头在主光栅上的位置值进行选择；所述数据分析模块通过数据存储模块选择的读数头在主光栅上的位置值进行统计分析并获得分析结果。

本发明的有益效果：本发明所述的检测装置通过随机采集光栅尺的读数，通过数据分析模块对读数的统计分布进行分析，得到有关光栅尺周期内精度的信息，在得到周期内细分精度的过程当中，没有用到参考标准，脱离了对高精度标准光栅尺的依赖，而且也不存在机械传动误差等由于参考标准引进的误差，原则上没有精度的限制，只需要提供足够的位置读数以及保证读数所在真实位置的均匀分布；使得更高精度的检验成为可能，同时大大的提高取点的数量，提高检验的可靠程度。

附图说明

图1为本发明所述的一种光栅尺周期内精度的自动检测装置结构图；

图2为本发明所述的一种光栅尺周期内精度的自动检测装置采集到的周期内位置数据对应的点数积累曲线示意图；

图3为本发明所述的一种光栅尺周期内精度的自动检测装置分析得到的显示周期内位置值和正确周期内位置值的对应曲线示意图；

图4为本发明具体实施方式二的结构图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，一种光栅尺周期内精度的自动检测装置，该装置包括数据采集模块23、速度计算模块22、数据存储模块24和数据分析模块25；所述数据采集模块23从读数头11中采集位置值，速度计算模块22从数据采集模块23获得位置值并计算当前的移位速度，数据存储模块24根据速度计算模块22得到的速度对数据采集模块23得到的位置值进行选择，数据分析模块25通过数据存储模块24得到的位置值进行统计分析并得到分析结果。

本实施方式所述的数据采集模块23包括对电压或者电流信号通过AD转换器进行采样、保持并进行A/D转换，采用FPGA或者ARM等可编程器件进行计数、查表细分等操作，然后利用RS232接口或者RS485等接口传送至速度计算模块22和数据存储模块24。

本实施方式所述的数据存储模块24可以在读数头11以一定速度运动的情况下对数据采集模块23得到的位移值进行随机抽取并存储，数据分析模块25通过随机位移值的数值分布得到周期内细分精度的信息，并最终给出周期内精度分布曲线。

以下对本实施方式中的数据采集模块23、速度计算模块22、数据存储模块24和数据分析模块25的工作原理作具体说明：

首先说明根据采集得到数据进行随机选择位移值的动作。