[发明专利]一种用于高分辨力和高精度平面位移测量的二维光栅

权利要求书

1.一种用于高分辨力和高精度平面位移测量的二维光栅，其特征在于，该二维光栅包括：盘体和设置在盘体上的编码标线；所述盘体为镀不透光膜的金属或玻璃材料的方形盘体；所述编码标线包括四种透光的矩形，其中设横向编码值为x，纵向编码值为y，即四种矩形的编码值为{x＝0,y＝0}，{x＝1,y＝0}，{x＝1,y＝1}和{x＝0,y＝1}；所述编码标线按照横向编码值和纵向编码值的排列顺序，采用相应的形状进行编码；横向编码和纵向编码将分别按照移位编码方式进行编码；

设横向编码的位数为n，初始第0个编码到第n个编码的初始码值为{0,0,0,…,1}，那么第i个编码可以表示为X_i，即

式中，“⊕”表示异或运算，a₁～a_n分别是运算系数，其值为“1”或者为“0”，且不全为“0”；依次计算每一位编码的码值，并且恰当的选取系数a₁～a_n的值，可以最多计算得到2ⁿ个编码值X_i；

当n＝3时，a₁～a₃＝{1,0,1}；

当n＝4时，a₁～a₄＝{1,0,0,1}；

当n＝5时，a₁～a₅＝{1,0,0,1,0}；

当n＝6时，a₁～a₆＝{1,0,0,0,0,1}；

当n＝7时，a₁～a₇＝{1,0,0,0,0,0,1}；

当n＝8时，a₁～a₈＝{1,0,0,0,1,1,1,0}；

当n＝9时，a₁～a₉＝{1,0,0,0,0,1,0,0,0}；

当n＝10时，a₁～a₁₀＝{1,0,0,0,0,0,0,1,0,0}；

根据公式计算得到的这些码值中，每组相邻的n个码值{X_i,X_i+1,…,X_i+n-1}组成一组编码，共有n组不同的编码，对应的i值就是译码值；相应的，纵向编码的数值也将按照公式进行计算。

2.根据权利要求1所述的一种用于高分辨力和高精度平面位移测量的二维光栅，其特征在于，所述四种矩形中，有长方形和正方形；所述长方形的长边的长度是短边长度的2倍。

3.根据权利要求1所述的一种用于高分辨力和高精度平面位移测量的二维光栅，其特征在于，所述盘体的横纵方向的量程为L，量程范围内有N个编码标线，相邻编码标线中心点之间的距离为L/N，设编码标线的两个长度分别为：A和B，其中L/4NAL/2N，B＝A/2。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于高分辨力和高精度平面位移测量的二维光栅，其特征在于，所述四种矩形的结构为：

所述形状一的长度为B，高度为B；

所述形状二的长度为A，高度为B；

所述形状三的长度为A，高度为A；

所述形状四的长度为B，高度为A。

5.根据权利要求1所述的一种用于高分辨力和高精度平面位移测量的二维光栅，其特征在于，所述横向编码值的起始位置位于所述盘体的最左侧或最右侧，然后依次根据编码顺序进行排列；所述纵向编码值的起始位置位于所述盘体的最上侧或下侧，然后依次根据编码顺序进行排列。