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双向对接曝光法复制光栅尺的研究

光电子．激光 2005年第8期16卷 926-929页

作者：赵泽宇中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室

提出了光栅尺复制工艺中一种新的曝光方法———双向对接曝光法。根据光刻胶的曝光量与曝光时间成正比的关系,推导出光栅尺对接重合处任意一点的曝光量与其它各处的曝光量相同,由此提出采用双向对接曝光技术来解决曝光设备的导轨有效行... 详细信息

提出了光栅尺复制工艺中一种新的曝光方法———双向对接曝光法。根据光刻胶的曝光量与曝光时间成正比的关系,推导出光栅尺对接重合处任意一点的曝光量与其它各处的曝光量相同,由此提出采用双向对接曝光技术来解决曝光设备的导轨有效行程过短的问题。实验中,利用导轨有效行程为1.6m的曝光设备复制出测长为2.0 m的光栅尺,其最大线性误差为±17.0μm,完全满足使用要求。实验表明,采用双向对接曝光技术,曝光重合处的光栅线条完全满足测量要求,大幅度提高了曝光的有效行程,解决了曝光机导轨行程短的问题。

关键词：光栅尺曝光复制双向对接曝光

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光栅尺测长式激光差动共焦曲率半径测量系统

应用光学 2014年第6期35卷 1023-1028页

作者：徐鹏赵维谦王方彪肖阳周桃庚北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081

为了增强高精度曲率半径测量仪器的抗环境干扰能力,满足现场使用需求,研制了一套基于光栅尺测长的激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统利用差动共焦轴向光强响应曲线的过零点对应系统物镜聚焦焦点这一特性,对被测样品的猫眼位置及共... 详细信息

为了增强高精度曲率半径测量仪器的抗环境干扰能力,满足现场使用需求,研制了一套基于光栅尺测长的激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统利用差动共焦轴向光强响应曲线的过零点对应系统物镜聚焦焦点这一特性,对被测样品的猫眼位置及共焦位置进行精确瞄准定位,并借助光栅尺测长得到透镜猫眼位置与共焦位置之间的距离,实现曲率半径的测量。实验表明,该系统相对测量精度优于5×10-6,满足高精度曲率半径测量的精度需求。

关键词：差动共焦曲率半径测量非接触测量光栅尺

一种线阵CCD融合光栅尺的高精度尺寸测量新方法研究

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光学技术 2019年第3期45卷 275-281页

作者：同志学白金池康智强西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 西北工业大学自动化学院陕西西安710072 中国科学院先进技术研究所广东广州511458

为了解决数字图像亚像素级高精度尺寸检测问题,采用了基于人工神经网络的线阵相机镜头畸变矫正方法,比传统的多项式拟合法矫正精度高且操作简便;提出了将光栅尺融入线阵相机扫描机构的新方法,利用高精度光栅尺测位移信号触发线阵CCD图... 详细信息

为了解决数字图像亚像素级高精度尺寸检测问题,采用了基于人工神经网络的线阵相机镜头畸变矫正方法,比传统的多项式拟合法矫正精度高且操作简便;提出了将光栅尺融入线阵相机扫描机构的新方法,利用高精度光栅尺测位移信号触发线阵CCD图像采集动作,精确获取线阵相机扫描目标的亚像素级图像。实验证明,新的测量技术可在对运动系统要求不高的情况下获取高精度图像,图像检测精度可以达到1μm。

关键词：神经网络畸变矫正光栅尺亚像素尺寸检测

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光栅尺被动隔振系统建模与仿真分析

机械设计与制造 2022年第12期 64-67,72页

作者：邓宏光陈新度王晗梁忠伟广东工业大学机电学院广东广州510006 广州大学机械与电气工程学院广东广州510006

分析了机床振动对光栅尺的精度影响,结合其均匀条状的结构特点,建立了5自由度光栅尺动力学模型。解耦了该动力学模型并给出了系统的传递函数。频率响应仿真分析表明,该隔振系统能有效隔离高速切削工况机床振动,对频率高于25Hz的振动激励... 详细信息

分析了机床振动对光栅尺的精度影响,结合其均匀条状的结构特点,建立了5自由度光栅尺动力学模型。解耦了该动力学模型并给出了系统的传递函数。频率响应仿真分析表明,该隔振系统能有效隔离高速切削工况机床振动,对频率高于25Hz的振动激励,其平动自由度隔振效能优于-9dB。阶跃与冲击仿真结果表明,该隔振系统在冲击工况下亦具有较好的稳定性。研究工作为光栅尺隔振系统的具体设计提供了依据,并为类似条状结构的动力学分析及隔振设计提供了参考。

关键词：光栅尺隔振系统传递函数仿真

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光栅尺动态测量仪

光学精密工程 1993年第2期1卷 14-19页

作者：刘岩龙科慧王立朋季思中国科学院长春光学精密机械研究所长春130022

阐述了利用激光差外干涉法,检查光栅尺准确度的原理,并介绍了根据这一原理而研制成的“光栅动态测量仪”的特点。该仪器在2.2m范围内的测量准确度为±1.5μm并且在生产线上已经可靠地工作了三年。

关键词：光栅尺激光差外干涉测量仪

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光栅尺制造工艺

工具技术 1989年第10期23卷 47-48页

作者：余云俊

数字读出系统(DRO或VRO)是测量系统中的重要组件。测量系统的精度主要由传感器或码尺决定,因此,传感器或码尺是测量系统中的关键器件。码尺一般安装于机床不显著的部位(有时是以密封方式安装的)。在加工过程中,码尺和读数部件起着监视... 详细信息

数字读出系统(DRO或VRO)是测量系统中的重要组件。测量系统的精度主要由传感器或码尺决定,因此,传感器或码尺是测量系统中的关键器件。码尺一般安装于机床不显著的部位(有时是以密封方式安装的)。在加工过程中,码尺和读数部件起着监视系统的作用。本文着重介绍美国AcuRite公司的光栅制造工艺。一、码尺的类别码尺能把位移量转换为电信号。

关键词：光栅尺计量光栅仪器光栅

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光栅尺位移测量仪表的研究

光栅尺位移测量仪表的研究

作者：苏红西北农林科技大学

学位级别：硕士

光栅测量系统和其他测量系统相比有着明显的优势,在当今国际市场上光栅测量系统占有很大比重。我国的光栅精密测量技术的研究起步较晚,目前我国的光栅尺位移测量仪表大都停留在LED数码管显示阶段,显示信息量小、不能显示图形信息。为了... 详细信息

光栅测量系统和其他测量系统相比有着明显的优势,在当今国际市场上光栅测量系统占有很大比重。我国的光栅精密测量技术的研究起步较晚,目前我国的光栅尺位移测量仪表大都停留在LED数码管显示阶段,显示信息量小、不能显示图形信息。为了扩大市场,满足用户显示大量图形信息的要求,并可以把处理得到的各种信息通过RS232传输至电脑,研究实现了基于光栅尺位移数据的采集、处理、显示、通讯的位移测量仪表。光栅尺位移测量仪表的设计与实现,综合运用了计算机软件、硬件技术,电子技术,数据处理理论,嵌入式系统理论等多学科的知识。软件部分采用了模块设计方法如:数据采集模块,液晶显示模块,按键模块,串行通讯模块,功能实现模块等。单片机软件采用C51语言设计。系统设计充分考虑了信号处理电路及显示电路的可靠性,该装置的特点是:采用点阵式LCD液晶显示、体积小、测量准确并动态显示测量图形及当前位置,具有预置、构造图形元素、参数设置、坐标摆正、公英制转换以及极坐标、直角坐标转换等功能,有一定的实用价值。论文首先阐述了光栅尺的工作原理,设计出了基于光栅尺的数据采集接口原理图。在此基础上,采用单片机作为CPU,并设计了其外围电路:按键电路、LCD液晶显示电路、通讯驱动电路以及停电记忆功能电路。同时,系统完成了光栅尺位移测量仪表的图形测量、图形构造、图形预置、公制/英制转换、坐标摆正、直角坐标/极坐标转换、参数设置、用户提示等先进的仪表功能的实现。另外完成了光栅尺位移测量仪表还具有的程式记录、程式运行、程式编辑功能,这样有利于大批量工件的测量,为用户的操作提供了很好的便利条件。本文的创新之处为:采用大屏LCD显示各种图形信息和停电记忆功能。

关键词：单片机液晶显示仪表 keil C51 光栅尺

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光栅尺动态测量仪数据处理系统

光学精密工程 1994年第3期2卷 89-93页

作者：龙科慧刘岩王立朋季思中国科学院长春光学精密机械研究所

主要介绍了光栅尺动态测量仪的数据采集和数据处理系统部分。该系统采用了软硬件相结合的方法，因而体积小、造价低、功能强、操作简便，且又在软件上注意了对激光波长的修正、被测光栅尺的修正及测试数据的平均处理，从而保证了仪器的... 详细信息

主要介绍了光栅尺动态测量仪的数据采集和数据处理系统部分。该系统采用了软硬件相结合的方法，因而体积小、造价低、功能强、操作简便，且又在软件上注意了对激光波长的修正、被测光栅尺的修正及测试数据的平均处理，从而保证了仪器的总体精度。

关键词：光栅尺数据处理系统激光干涉仪

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光栅尺高速高精度跨尺度位移测量方法的研究

光栅尺高速高精度跨尺度位移测量方法的研究

作者：刘竞航哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着集成电路(IC)封装工艺、超精密加工、精密仪器及生物医学工程等众多领域的不断发展,与之相关的设备对运动速度、定位精度的要求越来越高,因此高速高精度定位技术在现代科学技术中起到十分关键的作用。光栅尺具有精度高、抗干扰能力... 详细信息

随着集成电路(IC)封装工艺、超精密加工、精密仪器及生物医学工程等众多领域的不断发展,与之相关的设备对运动速度、定位精度的要求越来越高,因此高速高精度定位技术在现代科学技术中起到十分关键的作用。光栅尺具有精度高、抗干扰能力强、寿命长等优点,成为纳米位移测量的主要工具,但由于受光路结构及信号检测电路扫描频率等因素的限制,光栅尺测量的最大允许移动速度与其测量步距成反比。针对高速高精度定位系统的运动特性及光栅尺测量高速位移时难以实现高分辨力的问题,本文提出了适合高速且实现系统末端点高分辨力位移测量的新方法——基于单光栅尺的跨尺度位移测量方法。首先,在分析光栅线性位移测量原理、光栅测量系统误差尤其是计数值切换合成误差的基础上,本文重点研究了光栅尺切换合成原理,分析了光栅尺跨尺度测量方法的可行性,设计了实现计数值切换合成的硬件电路,完成了基于可编程芯片FPGA的光栅信号处理模块设计。其次,对光栅测量系统的误差源进行了分析,根据误差特性使用三种建模方法:多项式曲线拟合方法、分段线性插值方法和三次样条插值方法,对以上三种模型进行了理论分析,通过MATLAB语言及其工具箱环境进行了计算机仿真计算,通过比较三者的精度,分段线性插值的精度最高,且稳定性好,所以使用分段线性插值方法对光栅测量系统的末端定位点进行了测量误差补偿实验。最后,搭建了硬件实验系统,对本测量原理与方法进行实验验证。通过对实验结果的分析,验证了光栅尺跨尺度测量方法的可行性和有效性。在实验中总结了一些经验,为本方法的进一步研究及应用打下了良好基础。

关键词：光栅尺高速高精度跨尺度测量误差标定