[发明专利]小间隙平面间相对转动测量和旋转定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于两平面间相对微小转动的高精度测量辨向和旋转定位系统与方法。两平面上设置两个光栅，构成两组测量光栅副，当两平面间相对旋转的量为零时，所有光栅的栅线方向相同。两组测量光栅副中光栅尺寸的大小关系相反，但周期比相同。测量系统采集到的条纹个数不少于40个。本发明的测量辨向和旋转定位方法，包括采用水平-垂直方向和两对角线方向上获取条纹倾斜角度的大小，获得条纹倾斜角度的方向；当两组干涉条纹的方向一致时，两平面间实现了旋转零点定位，当二者方向不同时，两平面之间则存在相对旋转量。

主权项

1、一种小间隙平面间相对转动测量和旋转定位系统，包括光栅组，成像透镜组(3)，图像传感器CCD(4)，分光镜(6)，光源(5)，其特征在于：在旋转定位的第一平面(1)和第二平面(2)上各设置两个光栅，第一平面(1)上的第一光栅(7)与第二平面(2)上的第一光栅(9)构成第一测量光栅副；第一平面(1)上的第二光栅(8)与第二平面(2)上的第二光栅(10)构成第二测量光栅副；光栅的栅线方向设定为当两平面间相对旋转量为0时，光栅的栅线方向保持一致，每一组测量光栅副中的两光栅采用不同周期设置，但两组测量光栅副中光栅的周期比相同，在1.01-1.1之间选择，通过选择小的周期比来提高旋转角度测量的灵敏度，当第一平面(1)上的第一光栅(7)周期大于第二平面(2)上的第一光栅(9)周期时，第一平面(1)上的第二光栅(8)周期则应小于第二平面(2)上的第二光栅(10)周期。