[发明专利]高精度角位移测量装置

权利要求书

1.一种高精度角位移测量装置，其特征在于，包括：平行设置的发光电路(3)、标定光栅(4)和接收电路(5)；

所述发光电路(3)上周向均匀分布有n个平行光源，所述接收电路(5)上设置有与所述平行光源一一对应并形成对射的n个图像传感器，n为大于或等于3的奇数；

所述标定光栅(4)位于所述发光电路(3)和所述接收电路(5)之间，与待测物连接并随待测物绕其圆心转动；

角位移测量值为：θ＝2^mθ_c+θ′_s；

其中，2^m为细分倍数；

θ_c为n个图像传感器所得n个编码图案获取的译码值的平均值；

θ_s’为n个图像传感器所得n个编码图像信息融合后的细分值；

θ_c＝(θ_c1+θ_c2+θ_c3)/3；

其中：θ_c1为第一图像信息中的编码图案获取的译码值；

θ_c2为第二图像信息中的编码图案获取的译码值；

θ_c3为第三图像信息中的编码图案获取的译码值；

所述融合后的细分值的运算式为：

其中，根据所述第一图像信息获取的用于细分运算的变量分别为BC₁和AB₁；根据所述第二图像信息获取的用于细分运算的变量分别为BC₂和AB₂；根据所述第三图像信息获取的用于细分运算的变量分别为BC₃和AB₃。

2.如权利要求1所述的高精度角位移测量装置，其特征在于，还包括主轴(1)、法兰盘(2)和处理电路(6)；

所述主轴(1)为待测物，或者与待测物连接；

所述接收电路(5)固定于所述法兰盘(2)顶端，所述发光电路(3)固定在所述法兰盘(2)内，所述发光电路(3)的中心和所述法兰盘(2)的底面中心设置有大于所述主轴(1)直径的通孔；

所述主轴(1)垂直插入所述发光电路(3)和所述法兰盘(2)的通孔中；

所述接收电路(5)包括信号线束(54)；所述处理电路(6)通过所述信号线束(54)与所述接收电路(5)连接。

3.如权利要求1所述的高精度角位移测量装置，其特征在于，所述发光电路(3)包括：第一平行光源(31)、第二平行光源(32)、第三平行光源(33)，三个平行光源在圆周内互相夹角为120度。

4.如权利要求2所述的高精度角位移测量装置，其特征在于，所述接收电路(5)还包括第一图像传感器(51)、第二图像传感器(52)和第三图像传感器(53)；

所述处理电路(6)包括微处理器模块(62)；

所述微处理器模块(62)采集到所述第一图像传感器(51)、所述第二图像传感器(52)和所述第三图像传感器(53)的图像信息分别为所述第一图像信息、所述第二图像信息和所述第三图像信息。

5.如权利要求1所述的高精度角位移测量装置，其特征在于，所述标定光栅(4)编码元采用M序列伪随机码的编码方式，编码图案包括代表编码“1”的“宽”编码标线和代表“0”的“窄”编码标线。

6.如权利要求4所述的高精度角位移测量装置，其特征在于，所述处理电路(6)还包括：信号采集模块(61)、数据输出模块(63)；所述信号采集模块(61)采集由所述信号线束(54)发送来的图像信息，并将其传输给所述微处理器模块(62)；所述微处理器模块(62)将计算得到的角位移数值θ发送到所述数据输出模块(63)，并通过所述数据输出模块(63)发送出去。