用于精密位移测量的微型光栅传感器开发

• 作者: 魏正杰 张迪 吴冠豪
• 来源期刊: 光子学报
• 关键词: 编码器 光栅 位移测量 稳定性 高精度仪器
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 仪器,测量,度量学|Instrumentation, Measurement and Metrology
• 页码范围: 1-11
• 页数: 11页
• 分类号: O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20215009.0912001

摘要

基于双光栅干涉扫描原理,通过复用透射光栅实现干涉扫描型光栅位移传感器的小型化开发.开发了适用于精密位移测量的光栅传感器原理样机.传感器的电路系统包括信号转换放大电路模块和置于传感器D-SUB接口外壳内的信号处理电路模块.通过15 pin接口输出四路电平为2.5±0.5 V的模拟差分信号,差分信号接口可用于高倍细分而达到高分辨率,具备RS422接口适配能力,可以提高传感器远距离传输的抗干扰能力.以电容传感器为基准,光栅位移传感器原理样机实现了±30 nm的重复性精度,满足10 mm/s的测量速度需求,10 s短时位移稳定性达到5 nm,6 h的长时间稳定性达到70 nm.