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微型圆光栅刻划偏心量的控制-光子学报
第27 卷第6 期 光 子 学 报 Vo1. 27 No. 6
1998年 6 月 ACTA PHOTONICA SINICA June 1998
微型圆光栅刻划偏心量的控制
喻洪麟
(重庆大学光电精密机械研究 , 机械传动国家重点实验室, 重庆 400044)
对微型圆光栅刻划偏心误差问题进行了讨论提出了微型圆光栅刻划时偏心调试
误差的公差范围
形叠栅条纹; 微型圆光栅;偏心量控制
0
微型圆光栅是机器人位置、速度控制传感器的核心元件使用时将两块具有相同栅距角, 刻线不通
过圆心, 即刻线偏心并切于一个小圆, 小圆半径为 r 的微型圆光栅, 面对面叠合在一起, 形成一种环形
1
叠栅条纹 这种环形条纹, 是一族同心圆环, 如图1 示当其两块圆光栅作相对转动时, 同心圆环就
像水波浪一样向外扩展, 或一起向中心收缩利用该条纹, 通过光电转换就可以进行角度测量从而达
2
到位置、速度控制的目的
要获取上述这种理想的环形叠栅条纹, 对于刻划直
径小于30mm 的微型圆光栅来说, 刻划偏心量的控制和
精确调试, 是一个关键的技术问题
1
如前 述, 要获得理想的环形叠栅条纹, 其必备的
条件是: 两块微型圆光栅的栅距角相等, 即 1 2 ,
且刻划线纹偏离圆心切于一个小圆, 小圆半径为 r (直
径为d)
图1 为切向圆光栅, 由此可推导出圆光栅刻划偏心
量计算公式, 由图1 有 图1 切向圆光栅
1
- ( + N ) Fig. 1 T angent ial radial grating
0
2 2
则
2 2 1
x + y cos - ( + N ) r g
0
2 2
或
2
2 2 r
x + y sin[ ( + N )/ 2] , (1)
0
从式(1)可以清楚地看到, 这是一个圆方程其圆心位于坐标原点, 其半径
r
RN (2)
sin[ (+ N )/ 2]
0
条纹序数N 为参量, N 变, 将得到一族同心叠栅圆
国家自然科学基金、863 计划基金资助项目
收稿日期: 1998- 02- 08
光 子 学 报 27 卷
574
一般设计时, 取N 0 及N 1的叠栅条纹, 叠栅条纹的宽度为
W R - R (3)
0 1
一般取
R (R - R )/ 2
0 1
或
W y
R0 R+ (4)
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