[发明专利]一种双频激光干涉仪多轴位移信号处理方法

摘要

一种双频激光干涉仪多轴位移信号处理方法，该方法是将双频激光干涉仪的多轴测量信号和参考信号滤波放大，在保证高速模数转换器的孔径时间足够小且测量触发时钟同步驱动高速模数转换器与高速现场可编程逻辑门阵列的情况下，采用高速模数转换器对所有信号分别进行模数转换，最后利用高速现场可编程逻辑门阵列计算多个轴的整数部分与小数部分和参考轴整数部分与小数部分来解算位移并输出结果数据。本发明通过简单的电路结构，实现双频激光干涉仪高分辨率高精度测量。本发明可解决由于多轴测量要求带来的电路结构复杂及电子信号处理模块费用高的问题。

主权项

一种双频激光干涉仪多轴位移信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：1)当前时刻双频激光干涉仪的第一轴的测量信号s1和c1、第二轴的测量信号s2和c2……第l轴的测量信号sl和cl以及参考信号sr和cr经过滤波放大模块(1)后，在测量触发时钟驱动下，采用高速模数转换器模块(2)对所述的l个轴的测量信号和所述的参考信号进行模数转换，所述滤波放大模块(1)包括N个滤波放大电路，所述高速模数转换器模块(2)包括N个高速模数转换器，其中N＝2*l+2，l＝1，2，3，…；2)经过模数转换后所述第一轴的测量信号s1和c1、第二轴的测量信号s2和c2……第l轴的测量信号sl和cl以及参考信号sr和cr均进入高速现场可编程逻辑门阵列(3)：对所述第一轴测量信号s1、第二轴测量信号s2……第l轴测量信号sl的整周期分别进行计数得到第一轴整数部分n1、第二轴整数部分n2……第l轴整数部分nl，并通过第一轴测量信号s1和c1计算第一轴小数部分m1，通过第二轴测量信号s2和c2计算第二轴小数部分m2……通过第l轴测量信号sl和cl计算第l轴小数部分ml；对所述参考信号sr的整周期进行计数得到参考轴整数部分nr，并通过所述参考信号sr和cr计算参考轴小数部分mr；3)第k轴的位移Lk按如下公式计算：设双频激光干涉仪的每波长细分数为K，位移分辨率为Δ，则第k轴的位移Lk为Lk＝[(nk‑nr)+(mk‑mr)]*K*Δ，其中k＝1，2，…，l。