[发明专利]双圆光栅角位移检测系统的误差标定与补偿方法

摘要

本发明公开了一种双圆光栅角位移检测系统的误差标定与补偿方法，采用以下步骤:1)误差标定：1.1)使输入端主动轴和输出端从动轴同轴处于标定状态；1.2)采用刚性联接件将固定座Ⅰ和固定座Ⅱ固接在一起；1.3)获取一圈内不同标定转角圆光栅尺Ⅰ和圆光栅尺Ⅱ的测量误差标定值；1.4)拆除刚性联接件，改变圆光栅尺Ⅰ和圆光栅尺Ⅱ的零位相位差，重复步骤1.2)～1.3)，得到测量误差标定矩阵的列表，2)拆除刚性联接件，恢复检测状态，进行检测；3)误差补偿：首先获得检测系统零位相位差和检测系统转角，然后通过查表获取测量误差标定值，进行补偿。采用本发明可以消除双圆光栅的安装误差。

主权项

1.一种双圆光栅角位移检测系统的误差标定与补偿方法，所述双圆光栅角位移检测系统包括能够同轴的输入端主动轴和输出端从动轴，在所述输入端主动轴上安装有圆光栅尺Ⅰ，所述圆光栅尺Ⅰ设有读数头Ⅰ，所述圆光栅尺Ⅰ固定在固定座Ⅰ上，在所述输出端从动轴上安装有圆光栅尺Ⅱ，所述圆光栅尺Ⅱ设有读数头Ⅱ，所述圆光栅尺Ⅱ固定在固定座Ⅱ上，其特征在于，该误差标定与补偿方法采用以下步骤:1)误差标定：1.1)使所述输入端主动轴和所述输出端从动轴同轴处于标定状态；1.2)采用刚性联接件将所述固定座Ⅰ和所述固定座Ⅱ固接在一起，然后记录所述圆光栅尺Ⅰ和所述圆光栅尺Ⅱ的零位相位差，记做标定零位相位差，所述刚性联接件与所述输入端主动轴和所述输出端从动轴同轴设置；1.3)使所述圆光栅尺Ⅰ和所述圆光栅尺Ⅱ旋转，通过所述读数头Ⅰ和所述读数头Ⅱ的读数获取一圈内不同标定转角所述圆光栅尺Ⅰ和所述圆光栅尺Ⅱ的读数差值δj，记做测量误差标定值，j为标定转角序号，j＝1、2、3、…、n，n是大于12的整数；1.4)拆除所述刚性联接件，改变所述圆光栅尺Ⅰ和所述圆光栅尺Ⅱ的零位相位差，重复步骤1.2)～1.3)，得到测量误差标定矩阵A(δij)的列表，i为相位差序号，i＝1、2、3、…、m，m为大于12的整数；2)拆除所述刚性联接件，使所述输入端主动轴和所述输出端从动轴恢复检测状态，然后将被测件的输入轴与所述输入端主动轴连接，将被测件的输出轴与所述输出端从动轴连接，旋转所述输入端主动轴，检测被测件的输入角位移和输出角位移；3)误差补偿：3.1)在t时刻，获取所述读数头Ⅰ和所述读数头Ⅱ的读数a1和a2，a1是所述输入端主动轴的角位移，也是被测件的输入角位移，a2是所述输出端从动轴的角位移，也是被测件的输出角位移；3.2)将a1和a2各自去掉整数圈部分，得到α和β，取α或β的数值作为检测系统转角，并且获得α‑β的差值，该差值为所述圆光栅尺Ⅰ和所述圆光栅尺Ⅱ的零位相位差，也是检测系统零位相位差；3.3)通过在测量误差标定矩阵A(δij)的列表中选取与检测系统零位相位差相同或相近的标定零位相位差和与检测系统转角相同或相近的标定转角，获取测量误差标定值；3.4)用a1减去a2的差值减去步骤3.3)获得的测量误差标定值得到t时刻被测件输入角位移和输出角位移的差值。