以正交衍射光栅为计量标准器的二维微位移工作台  

2D-Platform with cross diffraction grating as displacement measurement sensor

作　　者：王选择[1] 郭军[1] 谢铁邦[1] 

机构地区：[1]华中科技大学机械学院仪器系,湖北武汉430074

出　　处：《光学精密工程》2003年第5期492-496,共5页Optics and Precision Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.50175037)

摘　　要：提出以正交衍射光栅作为X Y二维位移工作台计量标准器的思想,阐述了正交衍射光栅作为大量程二维位置检测传感器的工作原理及光路布置方法,推导了光栅运动位移与所产生干涉条纹的相移之间的关系。介绍了工作台粗、细两级定位系统的组成结构:粗定位部分由磁悬浮平面直线电机驱动,细定位部分采用弹性铰支结构并由压电陶瓷驱动;通过分别对电机和压电陶瓷驱动范围与定位精度的分析,提出对工作台精密快速定位的方法。设计了一套对电机与压电陶瓷进行驱动控制和光栅信号进行处理的电路,并结合实际正交衍射光栅的刻线精度,计算了工作台位置检测的有效分辨率。最后,分析了当前几种典型压电陶瓷驱动电路的特点,提出选用直流放大电源的方式作为本系统高压驱动方法,并给出了高压驱动电路图。The platform consists of coarse and fine stages, and the coarse stage is driven by a plane linear motor while the fine one by piezoelectric ceramics. The method of fast location control is proposed according to the driving range and precision of motors and piezoelectric ceramics. A circuit was designed to process grating signals to drive motor piezoelectric ceramics. The actual resolution of position measurement was computed from the practical precision of grating grid. Direct current amplification was chosen by analyzing a few high voltage circuits to drive these ceramics.

关 键 词：二维微位移工作台 正交衍射光栅 四象限探测器 压电陶瓷 计量标准器 

分 类 号：TH703[机械工程—仪器科学与技术]