本发明专利技术公开了一种光栅细分方法，包括：S1、一种光栅细分的方法，其特征在于，包括：S1.运用信号差分放大原理将光栅尺输入的四路相位信号整合成两路相位信号；S2.判断所述的两路相位是否相差呈形成标准圆的90度；S3.根据光仪器的精度，将所述的标准圆分成若干等份；S4.根据所述的等份确定采样数据对应于所述标准圆上的位置。本发明专利技术还公开了一种光栅细分方法装置和系统。实施本发明专利技术的光栅细分方法和装置大大改善了系统定位精度，使光栅在工业定位控制上面的定位精度更为准确、连续。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光栅应用领域，具体涉及一种光栅细分方法、装置和设备。技术背景目前，市面上用于精确定位控制的光栅细分，主要是由一个主副光栅及相关外围电路(光电耦合、及传动、波形处理元器件)组成，满足了市场一定的需求，其缺点定位误差比较大，不连续，且，光栅尺的输出信号中，有一类是相位相差90°的4路正弦信号。4路正弦信号的产生，是存在缺点每个信号的光强都只有一个条纹光强的四分之一。对于一些对定位要求苛刻的精密系统并不适用，甚至会造成系统其他副作用，给高精度定位系统带来很大的实现难度。
技术实现思路
为了解决以上的技术问题，本专利技术提供一种光栅细分方法、装置和设备。本专利技术公开一种光栅细分方法，包括Si.运用信号差分放大原理将光栅尺输入的四路相位信号整合成两路相位信号；S2.判断所述的两路相位是否相差呈形成标准圆的90度；若是，进入步骤S3，若否，进入步骤S21 调节光栅狭缝的宽度来改变波形的相位差，使其等于90度；S3.根据光仪器的精度，将所述的标准圆分成若干等份；S4.根据所述的等份确定采样数据对应于所述标准圆上的位置。在本专利技术所述的光栅细分方法中，所述的等份为200份。在本专利技术所述的光栅细分方法中，还包括步骤S5，光栅尺每行进一个栅距，判断是正行程还是反行程， 若正行程，进入步骤S51，行走的距离以200累加；若反行程，进入步骤S52，行走的距离以200累减。本专利技术公开了一种光栅细分装置，用于实现上述的方法，包括相位信号整合单元用于运用信号差分放大原理将光栅尺输入的四路相位信号整合成两路相位信号；两路相位判断单元与所述的相位信号整合单元相连，用于判断所述的两路相位是否相差呈形成标准圆的90度；标准圆等分单元与所述的两路相位判断单元相连，用于根据光仪器的精度，将所述的标准圆分成若干等份；采样数据定位单元与所述的标准圆等分单元相连，用于根据所述的等份确定采样数据对应于所述标准圆上的位置。在本专利技术所述的光栅细分装置中，所述的两路相位判断单元还包括相位差调节子单元，用于调节光栅狭缝的宽度来改变波形的相位差，使其等于90度。在本专利技术所述的光栅细分装置中，所述的光栅细分装置还包括光栅尺行走距离计算单元，与所述的采样数据定位单元相连，用于判断光栅尺行走的距离。本专利技术公开了一种光栅细分设备，包括接收光栅信号的传感器、与所述的传感器相连的用于放大光栅信号的信号放大电路、与所述的信号放大电路相连的模/数转换电路、所述的模/数转换电路设置于控制器中，所述的控制器与人机交互单元相连，其特征在于，所述的控制器包括要上述的光栅细分装置。在本专利技术所述的光栅细分装置中，所述的光栅细分设备还包括通信接口，通过 RS232与控制中心相通信。在本专利技术所述的光栅细分装置中，所述的人机交互单元包括键盘和显示器。在本专利技术所述的光栅细分装置中，所述的光栅细分设备还包括与所述的控制器相连的步进电机，用于驱动光栅尺行走。实施本专利技术的一种光栅细分方法、装置和设备，具有以下有益的技术效果1.光栅在高精度的定位连续性的到保障；2.系统定位精度在波形处理算法上进行了优化设计，大大改善了系统定位精度， 使光栅在工业定位控制上面的定位精度更为准确、连续。附图说明图1是本专利技术实施例一种光栅细分方法流程图2为本专利技术实施例一种光栅细分装置构造方框图3为本专利技术实施例一种光栅细分设备构造方框图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。光栅式指示表检定仪光栅细分的原理在忽略高次谐波的情况下，光电元件输出的电压U和光栅位移χ之间的关系为2 ^cc2 Trv u = U sin(——)=U sin(-t) = U sin ω = υ sin θd dΓ π2πνω =-d其中ν为光栅移动速度，d为栅距，U为电压幅值。_ 2πdBJJaL ·β = —χ X = 一θd2π 0对位相θ进行η细分，实质上是对测量值χ进行η细分。i =特别是θ=竺时，即对一个莫尔条纹η细分) η 2π η η η实践中，如果是四相信号为了消除莫尔条纹信号的直流分量和判向，需要四个相位差 90° 的谐波信号sin θ ；cos θ = sin( θ +90° ) ；-sin θ = sin( θ +180° ) ；-cos θ =sin( θ +270° )。请参阅图1，一种光栅细分方法，包括Si.运用信号差分放大原理将光栅尺输入的四路相位信号整合成两路相位信号；4我们运用信号差分放大原理将4路波形整合成为A、B两路。Vl = Asin (2 π x/d)V2 = Asin (2 π x/d+ π /2)V3 = Asin (2 π x/d+ ji )V4 = Asin (2 π x/d+3 π /2)令VA = V1-V3 ；VB = V2-V4,则下式成立VA = 2Asin(2 π x/d)VB = 2Acos (2 π x/d)A、B两路相差90°相位的正弦波信号经过放大，再被AD623转化成数字信号，传递给处理芯片。S2.判断所述的两路相位是否相差呈形成标准圆的90度，；若是，进入步骤S3，若否，进入步骤S21 调节光栅狭缝的宽度来改变波形的相位差，使其等于90度；如果两路波形的相位差刚好是90°，振幅也相等，那就是一个以振幅A为半径的标准圆。将正弦看作X轴，余弦看作Y轴，一个周期中任意一点的坐标(XI，Yl)即为光栅尺20um(设定光栅尺周期为20um)中的一点位置，由两条曲线确定的，一个周期中的唯一一点ο由于两路波形在相位上面不是相差绝对的90°，存在一个偏差角度φ，故两者叠加在一起不是一个标准的圆，我们可以通过调节狭缝的宽度来改变波形的相位差，通过调节小光栅的定位螺丝的位置，参照看波形软件，将波形相位差调成90°，使图形成为标准圆。S3.根据光仪器的精度，将所述的标准圆分成若干等份；若仪器的显示精度为0. lum，所以将一个周期20um分成200份，每一份即为 0. lum。如果需要精度再高一点，我们可以将20um分成更多份，比如1000份，则最小分度为 0. 02um，这些可以根据要求来细分。各个点已经确定，整个圆360°，将整个圆分成200份，那么对应的每个份就是 1.8°，通过正余弦三角关系，可以将圆上面每个点划分到第几份。我们对应从第一象限的 X轴开始设为0°脚，逆时针角度累加，一圈360°。S4.根据所述的等份确定采样数据对应于所述标准圆上的位置。比如有一点坐标为(172，217)，我们定圆心的坐标为(125，125)第一步:sinθ 172-125 = 47 ；cos θ :217-125 = 92 ；第二步θ= arctan47/92 = 27. 09°第三步N = 27. 09° /1. 8° = 15. 03，四舍五入即N = 15，即该点属于200份中的第15份，如果是数据的话则是1. 5um。步骤S5，光栅尺每行进一个栅距，判断是正行程还是反行程， 若正行程，进入步骤S51，行走的距离以200累加；若反行程，进入步骤S52，行走的距离以200累减。中间区分到底是累加还是累减则涉及到软件的算法CPU是240us采样一次数据；我们将200个数据分成3份，每份平均为67，我们选定67和133这两个数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪红兵，余海林，
申请(专利权)人：深圳市菲恩测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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