[发明专利]光栅线位移测量方法及测量装置

摘要

本发明涉及一种光栅线位移测量方法及测量装置，该方法首先使扫描单元相对于标尺光栅在测量方向上以设定间隔移动，每移动到一个测量位置，信号处理单元计算出位置原始测量值，同时利用激光测长干涉仪得到位置精确测量值，并由此得到测量误差数据；然后基于误差拟合曲线得到标尺光栅的栅线刻划误差数据，并将其固化于位置误差数据存储单元。实际测量时，光栅线位移测量装置的位置误差修正单元利用误差数据存储单元中的栅线刻划误差数据对信号处理单元计算出的位置原始测量值进行修正，得到位置测量修正值。本发明利用栅线刻划误差数据对光栅线位移测量装置获得的每一位置原始测量值进行误差修正，提高了光栅线位移测量装置的测量精度。

主权项

一种光栅线位移测量方法，其特征在于包括下述步骤：1)将扫描单元(2)和标尺光栅(1)分别固定于被测物体的可移动部件和不可动部件上，扫描单元(2)可相对于标尺光栅(1)在测量方向上移动；2)扫描单元(2)相对于标尺光栅(1)在测量方向上以设定间隔移动，每移动到一个测量位置，信号处理单元(3)提取并处理扫描单元(2)的光信号接收单元(2_2)形成的编码信号，并基于编码信号计算出可移动部件位置原始测量值Ni，其中i＝0，1，2......n，n为在标尺光栅全长范围内测量数据量的大小；同时，利用激光测长干涉仪(7)同步测量，得到可移动部件位置精确测量值Ni′，其中i＝0，1，2......n，n为在标尺光栅全长范围内测量数据量的大小；3)将信号处理单元(3)与激光测长干涉仪(7)在全长范围内的测量结果进行一一比对，得到测量误差数据ΔNi＝Ni‑Ni′，从而形成测量误差数据表；4)基于形成的测量误差数据进行误差曲线拟合，获得误差变化轨迹；5)基于误差拟合曲线，得到以标尺光栅(1)的位置编码信号经细分后的最高分辨率为间隔的栅线刻划误差数据ΔNj其中j＝0，1，2......m，m代表在标尺光栅全长范围内的数据量大小，生成栅线刻划误差数据表，并将表中数据固化于位置误差数据存储单元(4)；6)实际测量可移动部件位移时，位置误差修正单元(5)根据关系式(1)，利用误差数据存储单元(4)中的栅线刻划误差数据ΔNj对信号处理单元(3)计算出的可移动部件位置原始测量值Nj进行修正，得到可移动部件位置测量修正值Nj′；Nj′＝Nj+ΔNj    (1)。