二维光栅制作与装配误差综合建模与实验研究

摘要：

针对二维位移测量系统中光栅制作与装配非理想所引起的几何误差，基于多普勒频移理论和坐标变换方法，建立了同时包含光栅非正交角与装配角在内的通用几何误差模型，定量研究了各误差角对系统性能的影响程度，仿真分析了X与Y方向余弦误差和耦合误差随误差参数的变化规律。结果表明，光栅制作和装配误差与系统所用衍射级次、衍射次数和光学细分倍数无关，只与各误差角和被测位移有关。与此同时，四个误差角都会导致余弦误差的产生，而耦合误差则主要受光栅非正交角和偏航角的影响。此外，相同误差角所引起的耦合误差要明显严重于余弦误差，是系统几何误差的主要构成成分。通过搭建基于二维交叉光栅的平面位移测量系统，利用10 mm方形运动轨迹实验验证了理论分析与数值仿真的正确性。

关键词：几何误差、二维光栅、位移测量、建模分析

所属期刊栏目：45

分类号：TH741.1(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金51275523

在线出版日期：2017-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：1217005-1-1217005-9