谈谈光栅高精度衍射光栅干涉位移传感器及关键技术毕业论文格式下载

1、谈谈光栅高精度衍射光栅干涉位移传感器及关键技术毕业论文格式下载    通过模拟，讨论参数光栅槽形和槽深对衍射效率的影响。为光栅的刻制提供了依据。3、对本设计案例的误差源进行浅析，误差源包括自身的干扰和外部的扰动。自身干扰包括主要是光路结构误差和电路误差，光路结构误差包括光栅引入的误差和光源引入的误差等，电路误差主要是光电转换误差和计数细分误差。外部的扰动包括环境的误差和光栅摘要：由于高精密制造技术的飞速进展，微小器件的尺寸不断被突破，达到微米级甚至是纳米级。由此精密定位测量技术也必须不断提升。目前工业上大量运用的有HeNe激光干涉仪高精度位移测量系统。但

2、是其价格昂贵、操作复杂，同时其测量精度受环境影响非常大。对于车间中机床用测量系统，基于光栅干涉测量具有一些特别的优点，由此国际上有一些生产和探讨衍射光栅干涉测量系统的厂家和探讨机构，其成果也层出不穷，但是在国内，目前对该技术的探讨仍处在起步阶段，工厂和车间仍是靠购买国外的测量系统来满足需求，价格昂贵，维修周期长；或者仅对系统后期处理电路进行探讨。所以探讨一整套高精度机床用光栅干涉测量系统具有深远作用。同时该种测量系统同样适用于高精度的测量设备中，如纳米级坐标测量机等等。由此，本论文针对高精度光栅干涉位移测量系统和关键技术进行论述和实验探讨。主要探讨的内容和取得成果如下：1、提出一种基于激光二极

3、管的高精度衍射光栅位移传感器系统，该系统利用激光二极管作为光源，降低了成本同时提升了利用寿命，利用光栅栅距作为测量基准，减少环境对测量结果的影响。2、浅析了光栅测量元件的特性，包括衍射光束的衍射次数和衍射级数浅析，重点对光栅的衍射效率进行计算，其中包括光栅形貌（如光栅栅形和表面粗糙度等）对衍射效率的影响。利用标量和矢量衍射论述，分别对低线数和高线数衍射光栅的衍射效率计算，主要针对矩形和梯形光栅的衍射效率进行数值计算，包括考虑实际情况中光栅有着一定表面粗糙度衍射效率的计算，通过模拟，讨论参数光栅槽形和槽深对衍射效率的影响。为光栅的刻制提供了依据。3、对本设计案例的误差源进行浅析，误差源包括自身的

4、干扰和外部的扰动。自身干扰包括主要是光路结构误差和电路误差，光路结构误差包括光栅引入的误差和光源引入的误差等，电路误差主要是光电转换误差和计数细分误差。外部的扰动包括环境的误差和光栅导轨直线度误差。鉴于本系统的结构和电路处理策略，降低了对自身干扰和外部干扰的敏感度，对其中影响较大的导轨的直线度误差重点进行了浅析和计算，并对其中一项影响最大的光栅俯仰误差，采取了修正的策略，以而大大提升了系统的精度，经过修正后，系统的最大定位误差由±80nm降到±30nm。4、对光栅干涉测量系统的信号高精度处理策略进行探讨,其中包括电路的设计，高精度弦波计数细分策略，采取方波信号过零触发上升沿

5、计数和辨向策略，细分采取高精度的弦波信号反正切策略，降低了对两路信号幅值完全相同的要求。针对电路部分，还专门设计了一种光栅光电信号测试装置用来测试电路的可靠性和实用性。5、最后做了一系列验证试验，包括位移测量实验，小步距和长行程实验，稳定度实验和高频噪声测试实验，验证了该系统满足测量要求。本论文取得的主要革新点为：1、设计了一套高精度衍射光栅干涉位移传感器系统，主要适用于高档数控机床，其定位精度可以达到±20nm。2、浅析了测量元件衍射光栅的特性，主要包括光栅形貌对光栅的衍射效率影响，针对高线数和低线数光栅分别采取了标量和矢量的衍射论述进行了衍射效率计算，为光栅的刻制和工艺要求提供了

6、依据。3、对影响光栅干涉位移传感器系统的主要误差源进行了浅析和计算，得到光栅导轨的俯仰误差对测量机的精度影响较大，针对此项误差，采取了实验验证并对此项误差进行了修正，修正后系统的定位误差降低了±50nm。4、探讨了光栅干涉测量系统的信号高精度处理策略,实现光栅信号的高精度细分和辨向。    关键词：光栅干涉论文 计量光栅运用特性论文 衍射效率论文 信号误差浅析论文         摘要7-9ABSTRACT9-11。    浅

7、析32-332.3 计量光栅的衍射效率特性浅析33-492.4 光栅干涉测量系统干涉光强分布49-532.5 本章小结53-54第3章 衍射光栅干涉位移传感器原理和设计54-783.1 衍射光栅干涉位移传感器测量原理54-563.2 光栅干涉测量系统的设计56-643.3 元件的选择64-753.4 光学元件机械夹持结构的设计75-773.5 本章小结77-78第4章 光栅信号的误差浅析与修正78-1034.1 测量系统的误差源浅析78-854.2 光栅副相互位置偏差对信号的影响浅析及实验85-1014.3 本章总结101-103第5章 衍射光栅测量系统实验及精度探讨103-1175.1 测量信号高精度处理策略探讨103-1045.2 电路设计104-1055.3 信号细分技术和数据采集105-1095.4 电路测试装置109-1115.5 性能测试实验111-1165.6 本章小结11