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专利号: 2015101058894
申请人: 吉林大学珠海学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-04-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种绝对式直线光栅尺的编码方法,所述绝对式直线光栅尺包括读数头装置和尺身,在所述读数头装置内设置有CPU,在所述尺身内设置有玻璃光栅,所述玻璃光栅上刻有绝对码道和增量码道,所述绝对码道是一条连续的非等间距排列的光栅刻线,这条光栅刻线是按照伪随机编码排列,增量码道是一条等间距排列周期性光栅刻线,所述读数头内设有光学扫描装置,当所述读数头装置沿尺身运动时,通过所述读数头装置内的所述光学扫描装置扫描所述玻璃光栅上的光栅刻线产生光电信号,该光电信号通过信号处理单元处理后,得到绝对式光栅尺的位置信息,确定直线光栅尺的绝对位置;该编码方法对玻璃光栅上的码道进行编码制作,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)通过伪随机编码方法,得到三个伪随机序列m1、m2、m3,每个伪随机序列采用周期循环的伪随机序列进行编码,分别选用10位、7位、3位序列伪随机码,周期分别是210-1=1023、

27-1=127、23-1=7,三个伪随机序列m1、m2、m3的位元分别为1023个、127个、7个,三个伪随机序列分别为:伪随机序列m1:11111111110000000111000011 …… 11011100111000111000,伪随机序列m2:111111100001110111100101100 …… 00101000110111000,伪随机序列m3:1110010;

(2)由三个伪随机序列m1、m2、m3按周期循环的排列得到相应的伪随机序列码ma、mb、mc,其中,m1共循环127×7次得到ma,ma伪随机序列码共有909447个位元;m2共循环1023×7次得到mb,mb伪随机序列码共有909447个位元;m3共循环1023×127次得到mc,mc伪随机序列码共有909447个位元;

(3)将伪随机序列码ma、mb、mc进行复合得到复合代码序列Wn,其中n为1~909447的任意整数,每个复合代码Wn由三个位元组合而成,这三个位元分别从伪随机序列码ma、mb、mc中按顺序抽取,复合代码序列Wn共有909447×3个位元,每个位元对应绝对码道上的一个条纹,其中位元值0代表暗条纹,位元值1代表明条纹;

(4)以十个复合代码为一个单位进行扫描并译码,每十个复合代码对应于伪随机序列ma、mb、mc分别得到三个译码值,该三个译码值确定玻璃光栅上的一个绝对位置;

(5)对复合代码全部进行译码,每三个译码对应一个绝对位置,将整条光栅尺上的绝对位置刻线得到绝对码道,并将对应的数值制成数据表且存储到所述读数头装置内的CPU内;

(6)在玻璃光栅上的增量码道上均匀排列设置增量线纹,其中明线纹和暗线纹的宽度相等,每组复合代码Wn对应条纹的边沿和增量线纹的边沿对齐,每组复合代码的线纹宽度等于增量光栅线纹周期。

2.根据权利要求1所述的一种绝对式直线光栅尺的编码方法,其特征在于:所述光学扫描装置为线阵CCD感应器和光电感应器组成的光学扫描装置,进行光电发射和接收。

3.根据权利要求1所述的一种绝对式直线光栅尺的编码方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述伪随机序列m1、m2、m3通过以下步骤分别得到1023个位元、127个位元、7个位元:(a)伪随机序列m1:设定十个位元为一组,后一组位元中的第一位由前一组位元中的第十位加第七位生成,后一组位元中的第二至第十位由前一组位元中的第一至九位后移一位而得到,以此类推,得到1023个10位伪随机序列m1;

(b)伪随机序列m2:设定七个位元为一组,后一组位元中的第一位由前一组位元中的第七位加第四位生成,后一组位元中的第二至第七位由前一组位元中的第一至六位后移一位而得到,以此类推,得到127个7位伪随机序列m2;

(c)伪随机序列m3:设定三个位元为一组,后一组位元中的第一位由前一组位元中的第三位加第二位生成,后一组位元中的第二至第三位由前一组位元中的第一至六位后移一位而得到,以此类推,得到7个3位伪随机序列m2;

其中,位元值1和位元值0的加法约定如下:1+1=0,0+0=0,1+0=1,0+1=1。

4.根据权利要求1所述的一种绝对式直线光栅尺的编码方法,其特征在于:当光学扫描装置扫描三个或以上相互顺序的复合代码组,如果译码值和位元序列的关系不一致,所述CPU产生出错信号,并舍弃出错数据,继续扫描临近区域的多个复合代码组,直到多个复合代码组的译码值和位元序列关系一致,才读出正确的实时位置。