[发明专利]一种光栅信号细分装置及方法

说明书

本发明适用于精密测量技术领域，提供了一种光栅信号细分装置及方法，光栅信号细分装置包括：调制模块，用于对光栅信号进行时间调制，生成包含有光栅位移信息的时间调制信号；测量模块，与所述调制模块连接，所述测量模块包括时间数字转换器，所述测量模块用于测量所述时间调制信号中的时间值；处理模块，分别与所述调制模块和所述测量模块连接，所述处理模块用于控制所述调制模块和所述测量模块，并用于根据所述时间值计算光栅位移。本方案通过设置调制模块和测量模块，在将光栅信号调制成时间调制信号后，可以通过测量模块获取时间值，处理模块可以直接根据时间值计算光栅位移，有效减少了处理模块的计算量，提高了装置的响应速度。

技术领域

本发明属于精密测量技术领域，尤其涉及一种光栅信号细分装置及方法。

背景技术

光栅一般是指在玻璃尺(或金属尺)或玻璃盘上进行长刻线的密集刻划，用平行光束照射时，没有刻划的地方透光，刻划的地方发黑不透光，从而形成黑白相间的条纹，这就是光栅。利用光栅的莫尔条纹现象可以将光栅用于位移测量，目前光栅被广泛应用与精密量仪、智能制造装备等领域。由于光刻工艺的限制，光栅尺的刻线密度难以进一步提高，需要通过电子细分来提高位移测量分辨力及精度，特别是对于纳米级精度的测量需求，必须通过高倍数、高线性度的细分装置来实现。

现有技术中，光栅信号的细分主要可以通过硬件细分和软件细分，其中软件细分方法中处理器的计算繁琐，响应速度慢。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种光栅信号细分装置，旨在解决现有技术中，光栅信号的软件细分方法中处理器的计算繁琐，响应速度慢的技术问题。

本发明实施例是这样实现的，所述光栅信号细分装置包括：

调制模块，用于对光栅信号进行时间调制，生成包含有光栅位移信息的时间调制信号；

测量模块，与所述调制模块连接，所述测量模块包括时间数字转换器，所述测量模块用于测量所述时间调制信号中的时间值；

处理模块，分别与所述调制模块和所述测量模块连接，所述处理模块用于控制所述调制模块和所述测量模块，并用于根据所述时间值计算光栅位移。

本发明实施例的另一目的在于提供一种光栅信号细分方法，应用于上述的光栅信号细分装置，所述光栅信号细分方法包括：

将光栅信号调制成包括有光栅位移信息的时间调制信号；

测量所述时间调制信号中的时间值；

根据所述时间值确定光栅位移。

本发明实施例提供的一种光栅信号细分装置，通过在光栅信号细分装置中设置调制模块和测量模块，可以通过调制模块将光栅信号调制成时间调制信号，然后通过测量模块测量时间调至信号中的时间值，从而处理模块可以直接根据光栅信号中的时间值、光栅栅距以及载波信号的周期计算光栅位移值，简化了处理模块的计算量，提高了处理模块的响应速度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光栅信号细分装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种调制模块的电路结构图；

图3为本发明实施例提供的一种测量模块的电路结构图；

图4为本发明实施例提供的一种处理模块的电路结构图；

图5为本发明实施例提供的一种数据接口的电路结构图；

图6为本发明实施例提供的光栅信号转换的波形图；

图7为本发明实施例提供的一种光栅信号细分方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种将光栅信号调制成包括有光栅位移信息的时间调制信号的流程图；