| 【中文题名】 | 二维编码式零位光栅结构的研究 |
| 【英文题名】 | Research on the Structural of Two-dimensional Zero-reference Gratings |
| 【学科专业】 | 精密仪器及机械 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-3 |
| 【中关键词】 | 零位光栅,二维编码,优化设计,,, |
| 【英关键词】 | zero-reference grating,two-dimensional codes,optimum design, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>仪器、仪表>光学仪器>光学计量仪器>计量光栅仪器 |
| 【论文摘要】 |
随着微电子产业和纳米加工技术的发展，对测量精度的要求越来越高，大多数精密平台选用了精度高的光栅作为位移测量系统。由于光栅属增量式测量，自身没有零位，为了提高测量精度，必须对它进行误差修正，要求其具有固定零位，多年来很多学者一直在研究精密光栅零位的实现方法。
近年来随着二维光栅的快速发展，二维编码式零位光栅成为研究的热点。本论文针对大行程精密平台研究了一种新型结构的二维编码式零位光栅，通过其二维方向上的特殊编码产生一个表征绝对零位的最大脉冲，快速实现光栅测量系统的绝对测量。由于本文所研究的二维编码式零位光栅相对于传统的定位装置，精度高稳定性好，有着广泛的应用空间。
本课题来源于国家自然科学基金重大国际合作项目“纳米三维测量关键技术与系统研究”，归纳起来，本论文的主要内容及研究成果如下：
(1)研究了随机编码式二维零位光栅的光通量特性，通过计算机仿真对光栅编码进行了优化设计。
(2)确定了二维编码式零位光栅系统的结构，并研制了实验装置。
(3)完成了实验装置的装调，同时对二维编码式零位光栅系统进行了性能测试实验。
(4)对实验结果进行了分析和评定。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-7 |
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致谢 |
7-10 |
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插图清单 |
10-12 |
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表格清单 |
12-13 |
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第一章 绪论 |
13-17 |
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1.1 光栅测量技术的发展概况 |
13 |
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1.2 一维零位光栅的发展概况 |
13-14 |
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1.3 二维零位光栅的发展概况 |
14-16 |
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1.4 本课题研究的目的和内容 |
16-17 |
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第二章 二维编码式零位光栅系统的结构设计 |
17-37 |
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2.1 零位脉冲的形成 |
17-18 |
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2.2 编码式零位光栅的性能参数 |
18-19 |
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2.2.1 零位光栅的编码 |
18-19 |
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2.2.2 对比度C |
19 |
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2.3 零位光栅编码的优化设计 |
19-26 |
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2.3.1 编码的优化设计方案 |
19-24 |
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2.3.2 编码的优化设计结果 |
24-26 |
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2.4 二维编码式零位光栅副的刻线设计 |
26-32 |
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2.4.1 二维编码式零位光栅的光强分析 |
26-29 |
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2.4.2 零位光栅栅距的确定 |
29 |
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2.4.3 二维零位光栅副刻线的结构 |
29-32 |
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2.5 二维编码式零位光栅系统设计 |
32-37 |
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2.5.1 光路总体设计 |
32 |
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2.5.2 光电元件的选择 |
32-34 |
|
2.5.3 结构设计 |
34-37 |
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第三章 二维编码式零位光栅的实验装置设计 |
37-51 |
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3.1 机械装置模块 |
37-40 |
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3.1.2 机械装置设计 |
37-38 |
|
3.1.2 位移传感器的选择 |
38-40 |
|
3.2 信号处理模块 |
40-46 |
|
3.2.1 电路总体设计 |
40-41 |
|
3.2.2 电流电压转换电路 |
41-42 |
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3.2.3 电压放大模块 |
42-43 |
|
3.2.4 去噪滤波电路设计 |
43-44 |
|
3.2.5 电路板的制作 |
44-46 |
|
3.3 信号采集模块 |
46-47 |
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3.4 位移驱动模块 |
47-51 |
|
3.4.1 驱动器选型研究 |
47-48 |
|
3.4.2 驱动器的控制模块 |
48-49 |
|
3.4.3 程序控制界面 |
49-51 |
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第四章 编码式零位光栅系统的性能测试实验 |
51-60 |
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4.1 编码式零位光栅系统的平行调整 |
51-54 |
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4.2 编码式零位光栅的性能测试 |
54-58 |
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4.3 系统的误差分析 |
58-60 |
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第五章 总结与展望 |
60-62 |
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5.1 工作总结 |
60 |
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5.2 工作展望 |
60-62 |
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参考文献 |
62-65 |
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在读期间发表的论文 |
65 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.95018 |
