[实用新型]一种判断光栅尺参考位置的装置

说明书

本实用新型公开了一种判断光栅尺参考位置的装置，包括光源、参考点编码区、参考点掩膜、光电探测器和信号处理计算机，所述光源的光束依次穿过所述参考点掩膜和参考点编码区的透光部分之后透射到所述光电探测器上，所述光电探测器将采集到的信号发送给所述信号处理计算机，其中所述参考点掩膜和所述参考点编码区相互平行且具有相同的透光结构。本实用新型能够大幅度提升参考点的检测准确度和光栅尺系统的精度，同时能够降低参考点掩膜的制造难度和参考点编码区的复杂度，提高了装置的经济型和鲁棒性。

技术领域

本实用新型涉及光栅尺领域，尤其涉及一种判断光栅尺参考位置的装置。

背景技术

光栅尺是精密测量、精密加工中的重要测量工具，光栅作为光栅尺的关键部件，在测量中起参考刻度的作用。其中透射式光栅一般用于莫尔条纹光栅尺，反射式光栅可用于干涉式光栅尺，干涉式光栅尺的光栅制作成本更低，且激光干涉法的测量精度由于莫尔条纹发，因此激光干涉法广泛应用于光栅尺。

干涉式光栅尺在工作光栅匀速移动时输出正弦电信号，通过信号处理可以获知光栅的增量位移，故称为增量式光栅尺；其需要配合一个或是一系列经过绝对位置标定的参考点，才能将增量位移与绝对位置结合起来，从而输出光栅的绝对位移；因此参考点的标定和检测精度直接决定了光栅尺的正确度，与增量光栅分辨力一同决定光栅尺的精度。参考点的绝对位置标定同样依赖于对参考点位置的检测。

现有的成熟方案，一般基于参考点编码区域-参考点掩膜的特殊设计，使得I-S_R信号呈现一个尖锐的脉冲，脉冲尖点所在位置就是参考点位置零点，通过检测脉冲信号的尖点来确定参考点的位置；而在此方案中，由于电路噪声、零位编码和掩膜的制造误差等各种干扰因素和制约条件的存在，上述尖脉冲的尖锐度是有限的，而基于脉冲尖点检测的参考位置的检测方法的精度约为50nm，且进一步提高的难度较大，即需要大幅提高零位和掩膜的制造精度，大幅降低电路噪声，其成本很高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种判断光栅尺参考位置的装置，能够大幅度提升参考点的检测准确度和光栅尺系统的精度，同时能够降低参考点掩膜的制造难度和参考点编码区的复杂度，提高了装置的经济型和鲁棒性。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型公开了一种判断光栅尺参考位置的装置，包括光源、参考点编码区、参考点掩膜、光电探测器和信号处理计算机，所述光源的光束依次穿过所述参考点掩膜和参考点编码区的透光部分之后透射到所述光电探测器上，所述光电探测器将采集到的信号发送给所述信号处理计算机，其中所述参考点掩膜和所述参考点编码区相互平行且具有相同的透光结构。

优选地，所述光源的光束为平行光束。

优选地，所述光电探测器采用光电二极管。

优选地，所述参考点掩膜和所述参考点编码区的间距小于或等于1mm。

优选地，所述参考点掩膜和所述参考点编码区均为线性条状结构，而且均由不透明的黑色区域和全透明的白色区域按照预定的编码规则组成。

优选地，所述参考点编码区的编码包括所述参考点掩膜的编码。

优选地，所述参考点掩膜的编码总位数为30位，每一位对应的长度为50mm。

优选地，所述参考点掩膜的编码为0010000100001000010000100，其中0表示黑色区域，1表示白色区域。