[发明专利]一种高精密光栅尺快速测量装置及其方法

摘要

本发明是一种高精密光栅尺快速测量装置及其测量方法。测量装置包括有CMOS/CCD传感器阵列、光学放大系统、平行光光源、带有绝对式编码和增量式编码的绝对式光栅尺、指示光栅尺、对射传感器、FPGA驱动单元、DSP数据处理单元、校正补偿单元。本发明双码道光栅尺的绝对编码通过光学放大系统放大并成像到CMOS/CCD传感器阵列上，在快门速度足够快的条件下，由FPGA驱动单元有序逐个驱动CMOS/CCD传感器阵列来快速采集并获得图像，通过图像中的绝对编码解码出一个绝对位置距离，并通过增量码来获得一个带误差的增量距离，最终，综合两个测量距离获得一个高精度的位置信息。本发明是利用振动补偿来获得清晰的图像，并通过图像和计数来实现高精度的位移测量。

主权项

一种高精密光栅尺快速测量装置,其特征在于包括有用于采集绝对光栅条纹和增量条纹的CMOS/CCD传感器阵列（1‑4）、光学放大系统（5）、平行光光源（6）、用于测量位移的带有绝对式编码（7）和增量式编码（8）的绝对式光栅尺（9）、指示光栅尺（10）、对射传感器（11）、FPGA驱动单元（12）、DSP数据处理单元（13）、校正补偿单元（14）,其中光学放大系统（5）置于绝对式光栅尺（9）的双码道条纹的上方，平行光光源（6）置于绝对式光栅尺（9）的下方，指示光栅尺（10）置于绝对式光栅尺（9）的增量式编码（8）的上方，对射传感器（11）装设在指示光栅尺（10）的上方，CMOS/CCD传感器阵列（1‑4）呈条带状安装在CMOS/CCD传感器固定板（15）的底面，并置于光学放大系统(5)的放大图像信息的位置上, 校正补偿单元（16）固装在CMOS/CCD传感器固定板（15）的顶面, FPGA驱动模块（12）与CMOS/CCD传感器阵列（1‑4）连接，有序地逐个驱动CMOS/CCD传感器阵列（1‑4）来采集四路光形成四幅图像，校正补偿单元（16）检测振动情况并产生反向补偿运动，绝对式光栅尺（9）的绝对式编码（7）通过光学放大系统（5）放大并成像在CMOS/CCD传感器阵列（1‑4）上，利用对射传感器（11）来采集绝对式光栅尺（9）的增量式编码（8）在指示光栅尺（10）作用下产生的条纹计数，FPGA驱动模块（12）与DSP数据处理单元（13）连接。