CN111023977B - 位移码、位移码尺、检测方法和装置及标定方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种位移码，以及一种由位移码接续而成的位移码尺结合线阵影像传感器用于精密位移检测的检测方法、检测装置及对该装置进行标定的标定方法和标定系统。本发明制作工艺简单、低成本、高分辨率和高精度的位移测量装置将得到普及应用。

Description

位移码、位移码尺、检测方法和装置及标定方法和系统

技术领域

本发明涉及位移测量技术领域，尤其涉及一种由位移码接续而成的位移码尺结合线阵影像传感器用于精密位移检测的检测方法、检测装置及对该装置进行标定的标定方法和标定系统。

背景技术

一维码和二维码都是专门供光电传感装置检测的信息标识，它们通常以图形方式呈现；信息标识在生活中广泛存在，如直尺上的刻线和数字就是一种长度信息标识，其适于人的检测；光电编码器的码盘刻线是一种角位移信息标识，光栅尺的光栅刻线是一种直线位移信息标识，它们适于光电传感装置检测，这些位移信息的标识沿检测方向等距排列，是非连续的，其精度取决于刻线本身制作精度和排列间距精度，其分辨率取决于刻线的间距和电子细分，其检测方法为矢量脉冲计数。

本发明公开的方案中位移码也是一种位移信息标识，其利用第三条线与两条不平行线相交的两点距离来标识位移信息，理论上其本身位移标识是连续的，即分辨率无限高，适于线阵影像传装置进行位移检测。

本发明的位移检测装置，包括由位移码接续而成的位移码尺和线阵影像传感器，其分辨率由三个因素决定：影像传感芯片像素元的间距、模数转换器的分辨率和扫描线与位移线夹角的余切函数。

本方案的位移检测装置，其精度并不依赖于位移码尺的制作精度，而取决于本发明的标定系统精度，即从传统的位移测量装置的精度依赖于标尺刻线的制作精度转为本方案的位移检测装置的精度依赖于标定系统精度，标定系统类似于带有高分辨率原件的复印机，本方案的位移检测装置在标定之前类似于一张空白复印纸。

单场扫描技术在光栅尺中的应用越来越普遍，单场扫描装置往往采用一颗光电传感芯片设计，不仅线性度好，而且扫描速度更快，动态响应特性更优。CN108716926A公开的技术方案中，有三个问题需要改进：1.动态响应特性差：单列影像传感器中的影像传感芯片由两颗影像传感芯片串联而成，双列影像传感器中的影像传感芯片由两颗影像传感芯片并联而成，由于两颗芯片在安装过程中不可避免地存在线性度和平行度误差，这种误差对于精密位移测量装置来说必须进行补偿，特别是平行度误差补偿复杂，再加上扫描线较长，使得检测时间过长，动态响应特性变差；2.双列绝对位置码空间利用率低：双列绝对位置码只是将两条单列绝对位置码简单地进行堆叠，沿扫描线方向空间利用率低，要解决问题1，扫描线越短越好，这就要求位移码沿扫描线方向空间利用率要高，并且采用单线扫描时还要平滑过渡；3.位移检测装置精度补偿问题，包括CN108716926A公开的技术方案在内的传统位移测量装置，为提高精度，一般采用精度等级较高的位移测量装置作为测量标准，对精度等级较低的位移测量装置进行标定或补偿，常用先分段测量再拟合后进行标定或补偿的方法，分段越多，补偿后的精度越高，因分段需定位，使得标定或补偿效率越低，而且标准位移测量装置与待标定或补偿的位移测量装置在原理或结构上往往不同，无法进行连续的同步的位移测量，影响了待标定的位移测量装置的精度。

为了解决上述问题，本发明在三个方面加以改进：1.本发明的位移检测装置采用单线扫描设计，增加了用于存取标定数据的非易失性存储器，用标定数据替代繁杂的各种补偿，使得位移检测时间更短，提高了动态响应性能；2.本发明的位移码沿扫描线方向只有一个空间布置有位移检测线，而且沿测量方向可布置多个位移检测线，与双列绝对位置码相比，本发明的位移码沿扫描线方向的空间明显缩小，多个位移检测线还能提高位移检测装置的分辨率；3.本发明的位移检测装置的标定系统，利用本发明的位移检测装置的位移检测原理和结构，制作并经过标定的精度和分辨率等级较高的位移检测装置作为标准位移测量装置，同时对多个待标定的本发明的位移检测装置进行不分段的连续的步距小于等于分辨率的同步标定，并将标定数据存储在各自的待标定的位移检测装置中，由于标准位移测量装置与待标定的位移检测装置在原理和结构上相同，具有极高的同步精度，提高了待标定的位移检测装置的精度。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种位移码，呈现平行四边形ABCD，沿BC方向标识位移和接续，用于线阵影像传感装置进行位移检测，包括第一位移线，所述第一位移线与BC不平行；所有的所述第一位移线沿AB方向在BC上的平行投影线是连续的并且与BC重合；相邻的所述第一位移线的所述平行投影线有重叠，该重叠长度小于或等于各自的所述平行投影线的长度；至少有一个所述第一位移线QP4与AB相交于Q，至少有一个所述第一位移线Q1O5与DC相交于Q1，并且QQ1与BC平行；两个所述位移码接续时，左边所述位移码的DC边与右边所述位移码的AB边重合，左边所述位移码的所述第一位移线Q1O5的Q1与右边所述位移码的所述第一位移线QP4的Q重合，并且这两个所述第一位移线的成像量化值总和相同。

作为本发明的进一步改进，还包括第二位移线，所述第二位移线与所述第一位移线一一对应，所述第二位移线与对应的所述第一位移线不平行；所述第二位移线和对应的所述第一位移线沿AB方向在BC上的平行投影线完全重合；至少有一个所述第二位移线JH4与AB相交于J，至少有一个所述第二位移线J1K5与DC相交于J1，并且JJ1与BC平行；两个所述位移码接续时，左边所述位移码的所述第二位移线J1K5的J1与右边所述位移码的所述第二位移线JH4的J重合，并且这两个所述第二位移线的成像量化值总和相同。

作为本发明的进一步改进，所有的所述第二位移线相互平行。

作为本发明的进一步改进，所有的所述第二位移线在同一条线上，并且与BC平行，它们的成像量化值总和相同。

作为本发明的进一步改进，所有的所述第一位移线相互平行。

作为本发明的进一步改进，相邻两个所述第一位移线的间距相等。

作为本发明的进一步改进，还包括条形码、左邻延伸条形码、右邻延伸条形码及用于布设条形码的第一区域和第二区域；所述条形码的条空与BC平行，并且与AB和DC相交，其码值代表所在所述位移码的编号；所述左邻延伸条形码的条空与BC平行，并且与AB相交，其长度小于BC/2，其码值代表左邻所述位移码的编号；所述右邻延伸条形码的条空与BC平行，并且与DC相交，其长度小于BC/2，其码值代表右邻所述位移码的编号；如果所述条形码布设在所述第一区域或所述第二区域，则所述左邻延伸条形码和所述右邻延伸条形码一同布设在所述第二区域或所述第一区域；所述第一位移线和/或所述第二位移线具有至少两种成像量化值总和；两个所述位移码接续时，左边所述位移码的右端覆盖位移线与右边所述位移码的所述右端覆盖位移线的成像量化值总和的组合不同，左边所述位移码的左端覆盖位移线与右边所述位移码的所述左端覆盖位移线的成像量化值总和的组合不同，并且左边所述位移码的所述条形码与右边所述位移码的所述左邻延伸条形码接为一体，左边所述位移码的所述右邻延伸条形码与右边所述位移码的所述条形码接为一体。

一种位移码尺，用于线阵影像传感装置进行位移检测，包括上述任意一项所述的位移码，所述位移码沿BC方向接续并制作在尺体上；所述位移码所在所述尺体的一面为平面或柱面。

一种位移检测装置，包括线阵影像传感器，还包括上述的位移码尺，所述线阵影像传感器沿所述位移码尺的位移码BC方向进行位移检测，并且所述线阵影像传感器的扫描线与所述位移码尺的所述位移码的AB平行。

作为本发明的进一步改进，所述线阵影像传感器还包括同步信号检测电路和非易失性存储器，所述非易失性存储器用于存取标定值Zb。

一种位移检测方法，利用上述的位移码尺结合线阵影像传感器进行位移检测，包括以下步骤：

S1：用下面公式(1)求得位移码的第一位移线和/或第二位移线的成像量化值总和，Sum＝M(p)+M(p+1)+...+M(p+q)公式(1)；

其中Sum为成像量化值总和，M为成像像素元的成像量化值，p为第一个大于最小成像量化值Mmin的像素元序号，p+q为最后大于所述最小成像量化值Mmin的像素元序号；

S2：根据所述成像量化值总和Sum判断第一位移线及其对应的第二位移线的所述成像量化值总和的组合；

S3：用下面公式(2)求得所述第一位移线和/或所述第二位移线在影像传感芯片上的成像的相对位置，

SQ＝(p+【q/2】-1)*g+{Sum/2-M(p)-M(p+1)-...-M(p+【q/2】-1)}/(Mmax-Mmin)*g公式(2)；

其中SQ为影像传感芯片第一个像素元的位置0点到成像中心线的距离，g为所述影像传感芯片像素元的间距，Mmax为最大成像量化值，【】为取整运算；

S4：根据相似三角形有关定律计算得到所在成像位移码上沿检测方向的相对位移值OR，其中O为位移码沿位移检测方向的0位置，R为过O点沿位移检测方向与扫描线的交点；

S5：读取第一区域条形码码值Te和第二区域条形码码值Tg，根据所述相对位移值OR和右端覆盖位移线或左端覆盖位移线的所述成像量化值总和的组合，从所述条形码码值Te和Tg中选择正确的所述位移码序号Tt；

S6：根据下面公式(3)求取位移码初始值，Zc＝(Tt-1)*BC+OR公式(3)；其中Zc为位移码初始值，BC为一个所述位移码沿检测方向的长度，所述Tt>＝1；

S7：以所述位移码初始值Zc为地址，从非易失性存储器中读取标定值Zb，则位移码检测值Z＝Zc+Zb。

一种标定系统，用于标定上述的位移检测装置，包括静止部、运动部、标定系统控制单元、标准位移测量装置、标准数据处理单元和至少一个标定数据处理单元；所述标准位移测量装置包括标准位移检测单元和标准标尺单元，所述静止部与所述标准位移检测单元和至少一个待标定的线阵影像传感器相连接，所述运动部与所述标准标尺单元和至少一个待标定的位移码尺相连接，所述运动部与所述静止部沿位移检测方向作相对运动，所述标准位移测量装置用于同步位移测量，其位移测量值作为所述标定系统的位移标准值Zs；

所述标准位移检测单元包括上述的线阵影像传感器，所述标准标尺单元包括上述的位移码尺，所述标准位移检测单元用于对所述标准标尺单元进行同步位移检测；

所述标准数据处理单元，用于接收、存储和处理所述位移标准值Zs，包括标准微处理器和标准数据存储器；

所述标定数据处理单元，用于接收、存储和处理位移码初始值Zc，包括标定微处理器和标定数据存储器；

所述运动部在所述标定系统控制单元的控制下，以Vb＝ae/Tb的速度沿位移测量方向运动，其中Vb为运动速度，0<a，e为待标定的所述位移检测装置的分辨率，Tb为待标定的所述位移检测装置的位移检测时间，所述标定系统控制单元发出的同步位移检测信号一路触发所述标准位移检测单元，一路触发待标定的所述线阵影像传感器，使得它们能同步进行位移检测，所述标准位移检测单元将测量的所述位移标准值Zs发送到所述标准数据处理单元，由所述标准微处理器接收并按顺序将所述位移标准值Zs存储在所述标准数据存储器中；所述线阵影像传感器将检测的所述位移码初始值Zc发送到所述标定数据处理单元，由所述标定微处理器接收并按顺序将所述位移码初始值Zc存储在所述标定数据存储器中，直到标定满程为止；

所述标准微处理器将所述标准数据存储器中的所有所述位移标准值Zs进行处理，得到标定初始值Zcb，并将所述标定初始值Zcb按顺序发送给所有的所述标定数据处理单元，由所述标定微处理器接收并按顺序将所述标定初始值Zcb存储在所述标定数据存储器中，并使所述标定初始值Zcb与所述位移码初始值Zc一一对应，所述标定微处理器对所述标定初始值Zcb和所述位移码初始值Zc对应的数据进行合并、插补、调整和计算处理，得到最终的标定值Zb，再将所述标定值Zb发回各自的待标定的所述线阵影像传感器并存储在所述非易失性存储器中。

一种标定方法，用上述的标定系统对上述的位移检测装置进行标定，包括以下步骤：

S1、机械复位到零位置后，运动部在标定系统控制单元的控制下，以速度Vb＝ae/Tb沿位移测量方向运动，其中Vb为运动速度，0<a，e为待标定的所述位移检测装置的分辨率，Tb为待标定的所述位移检测装置的位移检测时间，所述标定系统控制单元发出的同步位移检测信号一路触发标准位移检测单元，一路触发线阵影像传感器，使得它们同步进行位移检测，所述标准位移检测单元将测量的位移标准值Zs发送到标准数据处理单元，由标准微处理器接收并按顺序将所述位移标准值Zs存储在标准数据存储器中；所述线阵影像传感器将检测的位移码初始值Zc发送到标定数据处理单元，由标定微处理器接收并按顺序将所述位移码初始值Zc存储在标定数据存储器中，直到标定满程为止；

S2、所述标准微处理器将所述标准数据存储器中的所有所述位移标准值Zs进行处理，得到标定初始值Zcb(n+1)＝Zs(n+1)-Zs(n)，规定Zcb(0)＝0；并将所述标定初始值Zcb按顺序发送给所有的所述标定数据处理单元，由所述标定微处理器接收并按顺序将所述标定初始值Zcb存储在所述标定数据存储器中，并使所述标定初始值Zcb与所述位移码初始值Zc一一对应；

S3、以所述位移码初始值Zc作为对应的所述标定初始值Zcb的序号，即Zcb(Zc)，按从小到大对所述标定初始值Zcb(Zc)进行排列；将相同的所述位移码初始值Zc为序号的所述标定初始值Zcb(Zc)进行合并成为标定值Zb，Zb(Zc)＝[Zcb(Zc)1+...+Zcb(Zc)m]/m，其中m为相同序号所述标定初始值Zcb(Zc)的个数；将缺漏的所述位移码初始值Zc对应的所述标定初始值Zcb(Zc)进行插补；

Zb(Zc+j+n)＝Zcb(Zc+j)+n*[Zcb(Zc+k)-Zcb(Zc+j)]/(k-j)，其中Zc+j为第一个缺漏的前一个序号，Zc+k为最后一个缺漏的后一个序号，n为连续缺漏数，k-j>＝2；通过插补使得所述标定值Zb从Zb(0)到满量程Zb(max)都是连续的，其中max为满量程值；比较所有的所述标定值Zb，将Zb(Zc+1)<Zb(Zc)中的Zb(Zc+1)值进行调整，即Zb(Zc+1)＝[Zb(Zc)+Zb(Zc+2)]/2，直到所有数据调整完毕；

S4、从所述标定值Zb(0)开始按顺序将所有的所述标定值Zb发送回各自的待标定的所述线阵影像传感器，并将所述标定值Zb存储在非易失形存储器中。

本发明的有益效果是：

本发明的位移码，与线阵影像传感装置相结合，突破了传统的位移标识和检测方法，是一种连续的位移标识码，可无缝接续成位移码尺，即使单线扫描的线阵影像传装置，也能平滑地进行位移检测，其本身具有极高的分辨率和重复定位精度，抗磁抗污能力强。本发明的位移检测装置采用近乎电子复制的标定方法来提高系统精度，使得位移检测装置在制造工艺上比传统的更简单，材料和加工成本更低廉，必将在更多领域得到普遍应用。

附图说明

图1A：位移码图；

图1B：位移码检测原理图；

图1C：位移码成像和量化图；

图1D：位移码尺图；

图2A：带第二位移线的位移码图；

图2B：带第二位移线的位移码检测原理图；

图2C：带第二位移线的位移码成像和量化图；

图2D；带第二位移线的位移码尺图；

图2E：第二位移线在同一条线上的位移码图；

图3A：带条形码的位移码图；

图3B：带条形码的位移码检测原理图；

图3C：带条形码的位移码成像和量化图；

图3D：带条形码的位移码尺图；

图4A：带条形码和第二位移线的位移码图；

图4B：带条形码和第二位移线的位移码检测原理图；

图4C：带条形码和第二位移线的位移码成像和量化图；

图4D：带条形码和第二位移线的位移码尺图；

图4E：带条形码和第二位移线的位移码成像和量化左边放大图；

图4F：带条形码和第二位移线的位移码成像和量化右边放大图；

图4G：带条形码和第二位移线成一线的位移码图；

图5：位移检测装置图；

图6：标定系统图；

图7：标定系统同步信号和数据流程图；

图8：不同类型位移码接续图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

1.基本构成

一种位移码111，呈现平行四边形ABCD，沿BC方向标识位移和接续，特别适用于线阵影像传感器沿AB方向扫描，沿BC方向进行位移检测。所述位移码111包括第一位移线1111，所述第一位移线1111沿BC方向排列，用于位移标识；所述第一位移线1111与BC不平行；为了让扫描线能在相邻的所述第一位移线1111间平滑过渡，所有的所述第一位移线1111沿扫描线方向在BC上的平行投影线是连续的并且与BC重合，也就是所有的所述第一位移线1111沿AB方向在BC上的平行投影线是连续的并且与BC重合；其构形如图1A所示，QP4、O2P7和O5Q1都是所述第一位移线1111。为了防止扫描线与AB不平行时，在两个所述第一位移线1111的过渡处扫描不到任何所述第一位移线1111，相邻两个所述第一位移线1111的所述平行投影线有重叠，其重叠长度小于或等于各自的所述平行投影线的长度，如图1A中的O2O4和O5O7是重叠区域；其中O2P2、O3P3、O4P4、O5P5、O6P6和O7P7相互平行，O3是O2O4的中心点，O6是O5O7的中心点，O3P3和O6P6分别与O2P7交于L2和L5，则L2L5被称为所述第一位移线1111O2P7的有效检测段；为了所述位移码111无缝接续和扫描线在相邻两个所述位移码111间平滑过渡，至少有一个所述第一位移线1111QP4与AB相交于Q，至少有一个所述第一位移线1111Q1O5与DC相交于Q1，并且QQ1与BC平行，两个所述位移码接续时，左边所述位移码111的DC与右边所述位移码111的AB重合，并且它们的BC在同一条线上；左边所述位移码111的所述第一位移线1111Q1O5的Q1与右边所述位移码111的所述第一位移线1111QP4的Q重合，并且这两个所述第一位移线1111的成像量化值总和相同，如图1D所示；所述成像量化值总和，是指扫描标的的成像在影像传感芯片的像素元上，经光电转换和模数量化后，这些成像的像素元的量化值之和就称为所述成像量化值总和。所有图中的虚线表示位置关系或区域范围，OO1、QQ1、PP1和BC相互平行。

优选地，所有的所述第一位移线1111相互平行。

优选地，相邻两个所述第一位移线1111的间距相等。

图1B是图1A的位移检测原理图，SV是扫描线，并且SV与AB平行，SV与所述第一位移线1111O2P7交于T1，与所述第一位移线1111O5Q1交于T2，与OO1交于R；当扫描线SV与所述位移码111沿BC方向作相对运动时，位移量OR＝OO2+RT1*O2O7/O7P7或OR＝OO5+RT2*O5O1/O1Q1，因此通过检测RT1或RT2就可检测到位移量OR。由于SR固定不变，只需求取ST1或ST2即可，也就是计算T1或T2的成像中心线在影像传感芯片的位置，所述成像中心线，是指成像在影像传感芯片的像素元上的总投影面积的平分线，该平分线与像素元排列方向垂直，如图1C中T1和T2线。其中O3P3和O6P6是重叠中心线，也是检测切换分界线。

图1C是图1B的成像和量化图。

在位移检测中，每个所述第一位移线1111成为一个位移检测周期，类似增量式光栅尺的标尺刻线或增量式编码器的码盘刻线。

为了防止扫描线SV沿AB方向跳动引起的位移检测误差，需要给每个所述第一位移线1111增加一条参考线。

优选地，所述位移码111还包括第二位移线1112，如图2A所示。所述第二位移线1112与所述第一位移线1111一一对应，所述第二位移线1112与对应的所述第一位移线1111不平行，并且所述第二位移线1112和对应的所述第一位移线1111沿扫描线方向在BC上的平行投影线完全重合，也就是所述第二位移线1112和对应的所述第一位移线1111沿AB方向在BC上的平行投影线完全重合；至少有一个所述第二位移线1112JH4与AB相交于J，至少有一个所述第二位移线1112J1K5与DC相交于J1，并且JJ1与BC平行；两个所述位移码111接续时，左边所述位移码111的所述第二位移线1112J1K5的J1与右边所述位移码111的所述第二位移线1112JH4的J重合，并且这两个所述第二位移线1112的成像量化值总和相同，如图2D所示；HH1、JJ1、KK1、MM1和BC相互平行。

优选地，所有的所述第二位移线1112相互平行。

优选地，相邻两个所述第二位移线1112的间距相等。

优选地，所有的所述第二位移线1112在同一条线上，并且平行于BC，它们的成像量化值总和相同，如图2E和图4G所示。

图2B是图2A的位移检测原理图，扫描线SV与两个所述第二位移线1112分别交于U1和U2，由T1U1或T2U2可以计算出OR位移量。

图2C是图2B的成像和量化图。

为了让所述位移码111拥有绝对式位移标识功能，所述位移码111必须成为一个位移检测周期，并且每个所述位移码111拥有一个唯一的编号，该编号具有可读性。

当所述位移码111的所述第一位移线1111的数量大于2时，中间的所述第一位移线1111无法区别，使得每个所述第一位移线1111成为一个检测周期，要想所述位移码111成为一个检测周期，需要对所述第一位移线1111和/或所述第二位移线1112进行不同的设置。

优选地，所述第一位移线1111和/或所述第二位移线1112的线宽或光透射率或光反射率设置成一种或多种，使得其成像量化值总和具有一种或多种，所述位移码111因此也具有一种或多种构成类型，接续时也具有一种或多种接续方式，利于检测；

所述第一位移线1111的组合，或者所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112的组合，是指所述第一位移线1111的成像量化值总和的种类按高位b1，对应的所述第二位移线1112的成像量化值总和的种类按低位b0进行的排列组合；例如，所述第一位移线1111和/或所述第二位移线1112的成像量化值总和有0和1两种，则单独的所述第一位移线1111的组合有00和10两种；所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112的组合则有00、01、10和11共4种。

所述位移码111可由一种或多种所述第一位移线1111的组合或所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112的组合构成一种或多种类型，例如，所述位移码111有两个所述第一位移线1111，所述第一位移线1111有2种组合，则所述位移码111有(00，00)、(00，10)、(10，00)和(10，10)4种类型；如果所述位移码111有所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112，所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112的组合有4种，则所述位移码111有(00，00)、(00，01)、(01，00)、(00，10)、(10，00)、(00，11)、(11，00)等多种类型，以适应所述位移码111的一种或多种方式接续和检测，如图8所示的所述位移码111的4种类型的接续方式。

优选地，所述位移码111还包括一个条形码1113，所述条形码1113的码值代表所述位移码111的编号，所述条形码1113的条空与AB和DC相交，并且与BC平行。

为了扫描线能平滑地扫描相邻的所述条形码1113，需要相邻的所述条形码1113沿AB方向有部分重叠。

优选地，所述位移码111还包括左邻延伸条形码1114、右邻延伸条形码1115及用于布设条形码的第一区域1116和第二区域1117，如图3A和图4A所示；如果所述条形码1113布设在所述第一区域1116或所述第二区域1117，则所述左邻延伸条形码1114和所述右邻延伸条形码1115一同布设在所述第二区域1117或所述第一区域1116；所述左邻延伸条形码1114是左边的所述位移码111的所述条形码1113的条空延伸过来的，其条空长度小于BC/2，接续后它们成为一体；所述右邻延伸条形码1115是右边的所述位移码111的所述条形码1113的条空延伸过来的，其条空长度小于BC/2，接续后它们成为一体。

优选地，相邻两个所述位移码111的所述条形码1113的码值相差为1。

在扫描线SV扫描到所述左邻延伸条形码1114的右端或所述右邻延伸条形码1115的左端，码值容易读错，而此处所述条形码1113会被正确读取码值，这两个码值就需要区分。

优选地，过所述左邻延伸条形码1114的条的右端并与AB平行的虚线交所述第一位移线1111O2P7或交所述第二位移线1112K2H7于X点，并且X点在该所述第一位移线1111O2P7或所述第二位移线1112K2H7的所述有效检测段内，使得所述有效检测段沿AB方向在BC上的平行投影线覆盖所述左邻延伸条形码1114沿AB方向在BC上的平行投影线的右端，则该所述第一位移线1111O2P7或所述第一位移线1111O2P7和对应的所述第二位移线1112K2H7就称为右端覆盖位移线，同理，过所述右邻延伸条形码1115的条的左端并与AB平行的虚线交所述第一位移线1111O2P7或所述第二位移线1112K2H7于Y点，并且Y点在该所述第一位移线1111O2P7或所述第二位移线1112K2H7的所述有效检测段内，则该所述第一位移线1111O2P7或所述第一位移线1111O2P7和对应的所述第二位移线1112K2H7就称为左端覆盖位移线；所述右端覆盖位移线和所述左端覆盖位移线可以是同一个所述第一位移线1111或所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112，也可以是不同的所述第一位移线1111或所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112；所述位移码111接续时，左边所述位移码111的所述右端覆盖位移线与右边所述位移码111的所述右端覆盖位移线的成像量化值总和的组合不同；左边所述位移码111的所述左端覆盖位移线与右边所述位移码111的所述左端覆盖位移线的成像量化值总和的组合不同；根据所述右端覆盖位移线或所述左端覆盖位移线的成像量化值总和的组合，判断所述条形码1113被布设的所述第一区域1116或所述第二区域1117，从而正确选择所述条形码1113的码值，如图3D和图4D所示。

图3B是图3A的位移检测原理图。

图4B是图4A的位移检测原理图。

图3C是图3B成像和量化图。

图4C是图4B成像和量化图。

所述第一位移线1111的组合或所述第一位移线1111和对应的所述第二位移线1112的组合，不仅可以区别位移线，利于位移检测，而且还能区别所述条形码1113所布设的所述第一区域1116和所述第二区域1117，从而能正确选择所述位移码111的编号或序号。

一种位移码尺11，用于位移信息标识，是由一个或多个所述位移码111沿BC方向接续并制作在尺体112上，供线阵影像传感器进行位移检测，如图1D所示；所述位移码111所在所述尺体112的一面为平面的，用于线位移检测；所述位移码111所在所述尺体112的一面为柱面的，用于角位移检测。

相邻两个所述位移码111的接续方法：左边的所述位移码111DC边与右边的所述位移码111AB边重合，并且它们的BC边在同一条线上。

优选地，相邻两个所述位移码111，左边所述位移码111的所述第一位移线1111Q1O5和右边所述位移码111的所述第一位移线1111QP4接为一体，并且它们的成像量化值总和相同，如图1D所示。

优选地，相邻两个所述位移码111，左边所述位移码111的所述第二位移线1112J1K5和右边所述位移码111的第二位移线1112JH4接为一体，并且它们的成像量化值总和相同，如图2D所示。

优选地，相邻两个所述位移码111，左边所述位移码111的所述条形码1113与右边所述位移码111的所述左邻延伸条形码1114成为一体；左边所述位移码111的所述右邻延伸条形码1115与右边所述位移码111的所述条形码1113成为一体，如图3D和4D所示。

优选地，所述位移码111接续时，按照所述位移码111的所述条形码1113的码值递增或递减接续。

一种位移检测装置1，包括所述位移码尺11和线阵影像传感器12，如图5所示。所述位移码尺11用于位移标识，供所述线阵影像传感器12进行位移检测。所述位移码尺11和所述线阵影像传感器12沿位移检测方向作相对运动，并且所述线阵影像传感器12的扫描线与所述位移码尺11的所述位移码111的AB平行；所述位移码111所在的尺体112为平面或柱面，所述位移检测装置1可作为线位移检测装置或角位移检测装置。

所述线阵影像传感器12包括影像电路板121、主控电路板122和光源123，如图5所示；所述影像电路板121一面装有影像传感芯片1211和聚焦透镜支架1212，另一面装有影像电路板连接器1215和电气连接线1216；所述聚焦透镜支架1212上装有聚焦透镜1213和透光罩1214，所述聚焦透镜1213靠近所述影像传感芯片1211一端的聚焦线正好与所述影像传感芯片1211受光面沿像素排列方向的中心线重合，所述聚焦透镜1213另一端聚焦线经所述透光罩1214正好落在所述位移码111所在的所述位移码尺11一面上，形成扫描线SV，所述扫描线SV与所述位移码111的AB平行；所述主控电路板122上装有微处理器1221、模数转换器1222、非易失性存储器1223、同步信号检测电路1224及主控电路板连接器1225，所述主控电路板122经所述电气连接线1216与所述影像电路板121连接。

所述非易失性存储器1223用于存取标定值Zb数据，其具有至少一次擦除和重写功能，其容量大于等于BL/e字节，其中B为所述标定值Zb的字节数，L为所述位移检测装置1的位移满程值，e为所述位移检测装置1的分辨率。

所述微处理器1221具有产生影像采集驱动信号及接收经同步位移检测触发电路1224的同步位移检测信号，所述影像采集驱动信号经所述主控电路板连接器1225、所述电气连接线1216和所述影像电路板连接器1215到达所述影像电路板121，驱动所述影像传感芯片1211进行光电转换，形成影像电信号，所述影像电信号经所述影像电路板连接器1215、所述电气连接线1216和所述主控电路板连接器1225到达所述主控电路板122上的所述模数转换器1222，经所述模数转换器1222进行量化并暂存在所述微处理器1221内存中，完成一线扫描后，经过计算得到位移码初始值Zc，再以该位移码初始值Zc为地址，从所述非易失性存储器1223中读取所述标定值Zb，最终得到更精确的位移码检测值Z＝Zc+Zb。

所述光源123用于所述位移码尺11成像，作为反射光源，所述光源123和所述影像电路板121被布置在所述位移码尺11的同一侧，所述光源123发出的光线照射到所述位移码尺11后反射并且进入所述聚焦透镜1213，经所述聚焦透镜1213后从另一端射出并且聚焦在所述影像传感芯片1211上，形成影像；

作为透射光源，所述光源123和所述影像电路板121分别被布置在所述位移码尺11的两侧，所述光源123发出的光线透过所述位移码尺11后进入所述聚焦透镜1213，经所述聚焦透镜1213后从另一端射出并且聚焦在所述影像传感芯片1211上，形成影像。

优选地，所述线阵影像传感芯片1211为单颗线阵影像传感芯片。

一种标定系统2，用于标定所述位移检测装置1，如图6所示，所述标定系统2包括静止部21、运动部22、标定系统控制单元23、标准位移测量装置24、标准数据处理单元25和至少一个标定数据处理单元26；

所述标准位移测量装置24，用于同步位移测量，其位移测量值作为所述标定系统2的位移标准值Zs，所述标准位移测量装置24包括标准位移检测单元241和标准标尺单元242，所述标准位移检测单元241用于对所述标准标尺单元242进行位移检测；

所述标准位移检测单元241包括所述线阵影像传感器12；

所述标准标尺单元242包括所述位移码尺11；

所述标准位移测量装置24的位移检测原理和结构均与所述位移检测装置1相同，用德国约翰内斯.海德汉博士公司生产的LC415光栅尺对所述标准位移测量装置24进行标定，使所述标准位移测量装置24的精度得到提高，在本发明的所述标定系统2中作为标准位移测量装置。

所述标准数据处理单元25，用于接收、存储和处理所述位移标准值Zs，包括标准微处理器251和标准数据存储器252；

所述标定数据处理单元26，用于接收、存储和处理同步位移码初始值Zc，包括标定微处理器261和标定数据存储器262；

所述静止部21，与所述标准位移检测单元241和至少一个所述线阵影像传感器12连接；

所述运动部22，与所述标准标尺单元242和至少一个所述位移码尺11连接；

所述运动部22在所述标定系统控制单元23的控制下，与所述静止部21沿位移测量方向作匀速Vb运动，所述标定系统控制单元23发出的同步位移检测信号一路触发所述标准位移检测单元241，一路触发所述线阵影像传感器12，使得它们能进行同步位移检测；所述标定速度Vb＝ae/Tb，其中Tb为待标定的所述位移检测装置1的位移检测时间，0<a,e为待标定的所述位移检测装置1的分辨率，所述标准位移检测单元241将测量的所述位移标准值Zs发送到所述标准数据处理单元25，由所述标准微处理器251接收并按顺序将所述同步位移标准值Zs存储在所述标准数据存储器252中；所述线阵影像传感器12将检测的所述位移码初始值Zc发送到所述标定数据处理单元26，由所述标定微处理器261接收并按顺序将所述位移码初始值Zc存储在所述标定数据存储器262中，直到标定满程为止；

所述标准微处理器251将所述标准数据存储器252中的所有所述位移标准值Zs进行处理，得到标定初始值Zcb，并将所述标定初始值Zcb按顺序发送给所有的所述标定数据处理单元26，由所述标定微处理器261接收并按顺序将所述标定初始值Zcb存储在所述标定数据存储器262中，并使所述标定初始值Zcb与所述位移码初始值Zc一一对应，所述标定微处理器261对所述标定初始值Zcb和所述位移码初始值Zc对应的数据进行合并、插补、调整和计算处理，得到标定值Zb，再将所述标定值Zb发回各自的所述线阵影像传感器12并存储在所述非易失性存储器1223中；

所述标准数据存储器252的容量大于4L/e字节，所述标定数据存储器262的容量大于8L/e字节，其中L为所述位移码检测装置1的满程值，e为所述位移码检测装置1的分辨率。所述标定系统2的数据交换和同步信号流程如图7所示。

2.位移码检测原理

如图4B所示，所述线阵影像传感器12的扫描线SV与所述位移码111的AB平行，扫描线SV沿BC方向与所述位移码111作相对运动；所述扫描线SV分别与所述第一位移线1111O2P7、所述第一位移线1111O5Q1、所述第二位移线1112K5J1和所述第二位移线1112K2H7分别相交于T1、T2、U2和U1，设所述第一位移线1111O5Q1和对应的所述第二位移线1112K5J1的所述成像量化值总和组合为00，所述第一位移线1111O2P7和对应的所述第二位移线1112K2H7成像量化值总和组合为01或11，所述组合01对应所述条形码1113在所述第一区域1116，所述组合11对应所述条形码1113在所述第二区域1117，如图4D所示；其中所述第一位移线1111O2P7既是所述右端覆盖位移线，也是左端覆盖位移线，S为影像传感芯片第一像素元零位置，设所述线阵影像传感芯片1211像素间距为g；所述位移码111在所述线阵影像传感芯片1211上的成像经所述模数转换器1222进行模数转换，其最大量化值为Mmax，最小量化值为Mmin。位移码在线阵影像传感芯片上的成像，用成像中心线方法先求得SU1、SU2、ST2和ST1，根据相似三角形原理可得到所述位移码111的相对位移量OR。关于条形码的识读原理，这里不作累述。理论上分辨率e＝g*O2O7/[(Mmax-Mmin)*P7O7]。

3.位移码检测方法

设所述位移码111的序号为Tt，并且按从左到右递增1规则接续，设所在所述第一区域1116的条形码码值为Te，所在所述第二区域1117的条形码码值为Tg；设所述第一位移线1111和/或所述第二位移线1112有两种成像量化值总和0和1，它们的分界值为Sm0；所述第一位移线1111和对应的所示第二位移线1112的成像量化值总和的组合为00、01和11三种，所述组合01对应所述第一区域1116的条形码码值为Te，所述组合11对应所述第二区域1117的条形码码值为Tg，设Zc为位移码初始值，Zb为标定值，Z为经过校正的位移码检测值。

位移码检测步骤：

A.检测ST1、ST2、SU1、SU2及读取Te、Tg

所述线阵影像传感器12扫描一线后，影像传感芯片所有像素量化值存储在所述微处理器1221内存中，成像中心线算法通过下面公式求取第一位移线1111O2P7、第一位移线1111O5Q1、第二位移线1112K5J1和第二位移线1112K2H7的所述成像量化值总和St1、St2、Su1和Su2：

Sum＝M(p)+M(p+1)+...+M(p+q)公式(1)；

其中Sum为成像量化值总和，M为成像像素元的成像量化值，p为第一个大于最小成像量化值Mmin的像素元序号，p+q为最后大于所述最小成像量化值Mmin的像素元序号；

如果St1<Sm0，并且Su1<Sm0，则St1和Su1组合为00，确认为所述第一位移线1111O5Q1和对应的第二位移线1112K5J1或所述第一位移线1111QP4和对应的第二位移线1112JH4；

如果St1<Sm0，并且Su1>Sm0，则St1和Su1组合为01，确认为所述条形码1113在所述第一区域1116；

如果St1>Sm0，并且Su1>Sm0，则St1和Su1组合为11，确认为所述条形码1113在所述第二区域1117；

同理可得到St2和Su2的组合。

用下面公式求取ST1、ST2、SU1和SU2在影像芯片上的相对长度，SQ＝(p+【q/2】-1)*g+{Sum/2-M(p)-Mt2(p+1)-...-M(p+【q/2】-1)}/[(Mmax-Mmin)*g]；

其中SQ为影像传感芯片第一个像素的0位置到成像中心线的距离，Mmax为最大成像量化值，g为像素间距，【】为取整运算。

B.求取OR和Tt

由T1U1＝ST1-SU1，

T2U2＝ST2-SU2，

得RT1＝T1U1/2-MO，

RT2＝T2U2/2-MO；

如果L2L3<＝T1U1<L5L8，

则OR＝OO2+RT1*O2O7/O7P7，

如果L6L7<＝T2U2<J1Q1，

则OR＝OO5+RT2*O5O1/O1Q1，

如果J1Q1<＝T2U2<L1L4，

则OR＝(RT2-OQ)*PP4/PQ；

如果Te和Tg都不为0，并且Te＝Tg+1，OR<BC/2则Tt＝Te，

如果Te和Tg都不为0，并且Te＝Tg+1，OR>BC/2则Tt＝Tg，

如果Te和Tg都不为0，并且Tg＝Te+1，OR<BC/2则Tt＝Tg，

如果Te和Tg都不为0，并且Tg＝Te+1，OR>BC/2则Tt＝Te，

如果Te和Tg都不为0，并且|Te-Tg|≠1，所述第一位移线1111O2P7和对应的所示第二位移线1112K2H7的组合＝01，则Tt＝Te，

如果Te和Tg都不为0，并且|Te-Tg|≠1，所述第一位移线1111O2P7和对应的所示第二位移线1112K2H7的组合＝11，则Tt＝Tg，

如果Te＝0，则Tt＝Tg，

如果Tg＝0，则Tt＝Te；

C.求取位移码初始值Zc

Zc＝(Tt-1)*BC+OR

其中Tt>＝1；

D.求取位移码检测值Z

以所述位移码初始值Zc为地址从非易失性存储器中读取标定值Zb；

则最终位移码检测值Z＝Zc+Zb。

4.标定方法和步骤

设所述标定系统2的所述运动部22速度为Vb，待标定的所述位移检测装置1的分辨率为e，设Tb是待标定的所述位移检测装置1位移测量时间，所述标定速度Vb＝ae/Tb，其中0<a,e为待标定的所述位移检测装置1的分辨率。所述标准位移测量装置24位移测量值为位移标准值Zs，待标定的所述位移检测装置1位移检测值为位移码初始值Zc，在温度20±0.1℃、湿度

65±5％一个标准大气压环境下，按下列步骤进行标定。

S1、机械复位到零位置后，运动部22在标定系统控制单元23的控制下，与静止部21沿位移测量方向作匀速Vb运动，所述标定系统控制单元23发出的同步位移检测信号一路触发标准位移检测单元241，一路触发线阵影像传感器12，使得它们能同步进行位移检测，所述标准位移检测单元241将测量的位移标准值Zs发送到标准数据处理单元25，由标准微处理器251接收并按顺序将所述位移标准值Zs存储在标准数据存储器252中；所述线阵影像传感器12将检测的位移码初始值Zc发送到标定数据处理单元26，由标定微处理器261接收并按顺序将所述位移码初始值Zc存储在标定数据存储器262中，直到标定满程为止；

所述标准微处理器251将所述标准数据存储器252中的所有所述位移标准值Zs进行处理，得到标定初始值Zcb(n+1)＝Zs(n+1)-Zs(n)，其中n为序号，规定Zcb(0)＝0；并将所述标定初始值Zcb按顺序发送给所有的所述标定数据处理单元26，由所述标定微处理器261接收并按顺序将所述标定初始值Zcb存储在所述标定数据存储器262中，并使所述标定初始值Zcb与所述位移码初始值Zc一一对应；

S2、以所述位移码初始值Zc作为对应的所述标定初始值Zcb的序号，即Zcb(Zc)，按从小到大对所述标定初始值Zcb(Zc)进行排列；将相同的所述位移码初始值Zc序号的所述标定初始值Zcb(Zc)进行合并，得到标定值Zb(Zc)＝[Zcb(Zc)1+...+Zcb(Zc)m]/m，其中m为相同序号所述标定初始值Zcb(Zc)的个数；将缺漏的所述位移码初始值Zc对应的所述标定初始值Zcb(Zc)进行插补；

Zb(Zc+j+n)＝Zcb(Zc+j)+n*[Zcb(Zc+k)-Zcb(Zc+j)]/(k-j)，其中Zc+j为第一个缺漏的前一个序号，Zc+k为最后一个缺漏的后一个序号，n为连续缺漏数，k-j>＝2；通过插补使得所述标定值Zb从Zb(0)到满量程Zb(max)都是连续的，其中max为满程值；

比较所有的所述标定值Zb，即将Zb(Zc+1)<Zb(Zc)中的Zb(Zc+1)值进行调整，即Zb(Zc+1)＝[Zb(Zc)+Zb(Zc+2)]/2，直到所有所述标定值Zb数据调整完毕；

S3、从所述标定值Zb(0)开始按顺序将所有的所述标定值Zb数据发送回各自的待标定的所述线阵影像传感器12，并将所述标定值Zb数据存储在非易失形存储器1223中；

所述标定值Zb数据用于校正所述位移码初始值Zc，所述位移检测装置1的位移码检测值Z＝Zc+Zb。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种位移码，呈现平行四边形ABCD，沿BC方向标识位移和接续，用于线阵影像传感装置进行位移检测，其特征在于：包括第一位移线(1111)，所述第一位移线(1111)与BC不平行；所有的所述第一位移线(1111)沿AB方向在BC上的平行投影线是连续的并且与BC重合；相邻的所述第一位移线(1111)的所述平行投影线有重叠，该重叠长度小于或等于各自的所述平行投影线的长度；至少有一个所述第一位移线(1111)QP4与AB相交于Q，至少有一个所述第一位移线(1111)Q1O5与DC相交于Q1，并且QQ1与BC平行；两个所述位移码接续时，左边所述位移码的DC边与右边所述位移码的AB边重合，左边所述位移码的所述第一位移线(1111)Q1O5的Q1与右边所述位移码的所述第一位移线(1111)QP4的Q重合，并且这两个所述第一位移线(1111)的成像量化值总和相同；

还包括第二位移线(1112)，所述第二位移线(1112)与所述第一位移线(1111)一一对应，所述第二位移线(1112)与对应的所述第一位移线(1111)不平行；所述第二位移线(1112)和对应的所述第一位移线(1111)沿AB方向在BC上的平行投影线完全重合；至少有一个所述第二位移线(1112)JH4与AB相交于J，至少有一个所述第二位移线(1112)J1K5与DC相交于J1，并且JJ1与BC平行；两个所述位移码接续时，左边所述位移码的所述第二位移线(1112)J1K5的J1与右边所述位移码的所述第二位移线(1112)JH4的J重合，并且这两个所述第二位移线(1112)的成像量化值总和相同。

2.根据权利要求1所述的位移码，其特征在于：所有的所述第二位移线(1112)相互平行。

3.根据权利要求2所述的位移码，其特征在于：所有的所述第二位移线(1112)在同一条线上，并且与BC平行，它们的成像量化值总和相同。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的位移码，其特征在于：所有的所述第一位移线(1111)相互平行。

5.根据权利要求4所述的位移码，其特征在于：相邻两个所述第一位移线(1111)的间距相等。

6.根据权利要求5所述的位移码，其特征在于：还包括条形码(1113)、左邻延伸条形码(1114)、右邻延伸条形码(1115)及用于布设条形码的第一区域(1116)和第二区域(1117)；所述条形码(1113)的条空与BC平行，并且与AB和DC相交，其码值代表所在所述位移码的编号；所述左邻延伸条形码(1114)的条空与BC平行，并且与AB相交，其长度小于BC/2，其码值代表左邻所述位移码的编号；所述右邻延伸条形码(1115)的条空与BC平行，并且与DC相交，其长度小于BC/2，其码值代表右邻所述位移码的编号；如果所述条形码(1113)布设在所述第一区域(1116)或所述第二区域(1117)，则所述左邻延伸条形码(1114)和所述右邻延伸条形码(1115)一同布设在所述第二区域(1117)或所述第一区域(1116)；所述第一位移线(1111)和/或所述第二位移线(1112)具有至少两种成像量化值总和；两个所述位移码接续时，左边所述位移码的右端覆盖位移线与右边所述位移码的所述右端覆盖位移线的成像量化值总和的组合不同，左边所述位移码的左端覆盖位移线与右边所述位移码的所述左端覆盖位移线的成像量化值总和的组合不同，并且左边所述位移码的所述条形码(1113)与右边所述位移码的所述左邻延伸条形码(1114)接为一体，左边所述位移码的所述右邻延伸条形码(1115)与右边所述位移码的所述条形码(1113)接为一体。

7.一种位移码尺，用于线阵影像传感装置进行位移检测，其特征在于：包括权利要求1至5任意一项所述的位移码(111)，所述位移码(111)沿BC方向接续并制作在尺体(112)上；所述位移码(111)所在所述尺体(112)的一面为平面或柱面。

8.一种位移码尺，用于线阵影像传感装置进行位移检测，其特征在于：包括权利要求6所述的位移码(111)，所述位移码(111)沿BC方向接续并制作在尺体(112)上；所述位移码(111)所在所述尺体(112)的一面为平面或柱面。

9.一种位移检测装置，包括线阵影像传感器(12)，其特征在于：还包括权利要求7或8所述的位移码尺(11)，所述线阵影像传感器(12)沿所述位移码尺(11)的位移码(111)BC方向进行位移检测，并且所述线阵影像传感器(12)的扫描线与所述位移码尺(11)的所述位移码(111)的AB平行。

10.根据权利要求9所述的位移检测装置，其特征在于：所述线阵影像传感器(12)还包括同步信号检测电路(1224)和非易失性存储器(1223)，所述非易失性存储器(1223)用于存取标定值Zb。

11.一种位移检测方法，其特征在于，利用权利要求8所述的位移码尺结合线阵影像传感器进行位移检测，包括以下步骤：

S1：用下面公式(1)求得位移码的第一位移线和/或第二位移线的成像量化值总和，Sum＝M(p)+M(p+1)+...+M(p+q)公式(1)；

其中Sum为成像量化值总和，M为成像像素元的成像量化值，p为第一个大于最小成像量化值Mmin的像素元序号，p+q为最后大于所述最小成像量化值Mmin的像素元序号；

S2：根据所述成像量化值总和Sum判断第一位移线及其对应的第二位移线的所述成像量化值总和的组合；

S3：用下面公式(2)求得所述第一位移线和/或所述第二位移线在影像传感芯片上的成像的相对位置，

SQ＝(p+【q/2】-1)*g+{Sum/2-M(p)-M(p+1)-...-M(p+【q/2】-1)}/(Mmax-Mmin)*g 公式(2)；

其中SQ为影像传感芯片第一个像素元的位置0点到成像中心线的距离，g为所述影像传感芯片像素元的间距，Mmax为最大成像量化值，【】为取整运算；

S4：根据相似三角形有关定律计算得到所在成像位移码上沿检测方向的相对位移值OR，其中O为位移码沿位移检测方向的0位置，R为过O点沿位移检测方向与扫描线的交点；

S5：读取第一区域条形码码值Te和第二区域条形码码值Tg，根据所述相对位移值OR和右端覆盖位移线或左端覆盖位移线的所述成像量化值总和的组合，从所述条形码码值Te和Tg中选择正确的所述位移码序号Tt；

S6：根据下面公式(3)求取位移码初始值，Zc＝(Tt-1)*BC+OR公式(3)；其中Zc为位移码初始值，BC为一个所述位移码沿检测方向的长度，所述Tt>＝1；

S7：以所述位移码初始值Zc为地址，从非易失性存储器中读取标定值Zb，则位移码检测值Z＝Zc+Zb。

12.一种标定系统，用于标定权利要求10所述的位移检测装置(1)，包括静止部(21)、运动部(22)、标定系统控制单元(23)、标准位移测量装置(24)、标准数据处理单元(25)和至少一个标定数据处理单元(26)；所述标准位移测量装置(24)包括标准位移检测单元(241)和标准标尺单元(242)，所述静止部(21)与所述标准位移检测单元(241)和至少一个待标定的线阵影像传感器(12)相连接，所述运动部(22)与所述标准标尺单元(242)和至少一个待标定的位移码尺(11)相连接，所述运动部(22)与所述静止部(21)沿位移检测方向作相对运动，所述标准位移测量装置(24)用于同步位移测量，其位移测量值作为所述标定系统(2)的位移标准值Zs；其特征在于：

所述标准位移检测单元(241)包括所述的线阵影像传感器(12)，所述标准标尺单元(242)包括权利要求7或8所述的位移码尺(11)，所述标准位移检测单元(241)用于对所述标准标尺单元(242)进行同步位移检测；

所述标准数据处理单元(25)，用于接收、存储和处理所述位移标准值Zs，包括标准微处理器(251)和标准数据存储器(252)；

所述标定数据处理单元(26)，用于接收、存储和处理位移码初始值Zc，包括标定微处理器(261)和标定数据存储器(262)；

所述运动部(22)在所述标定系统控制单元(23)的控制下，以Vb＝ae/Tb的速度沿位移测量方向运动，其中Vb为运动速度，0<a，e为待标定的所述位移检测装置(1)的分辨率，Tb为待标定的所述位移检测装置(1)的位移检测时间，所述标定系统控制单元(23)发出的同步位移检测信号一路触发所述标准位移检测单元(241)，一路触发待标定的所述线阵影像传感器(12)，使得它们能同步进行位移检测，所述标准位移检测单元(241)将测量的所述位移标准值Zs发送到所述标准数据处理单元(25)，由所述标准微处理器(251)接收并按顺序将所述位移标准值Zs存储在所述标准数据存储器(252)中；所述线阵影像传感器(12)将检测的所述位移码初始值Zc发送到所述标定数据处理单元(26)，由所述标定微处理器(261)接收并按顺序将所述位移码初始值Zc存储在所述标定数据存储器(262)中，直到标定满程为止；

所述标准微处理器(251)将所述标准数据存储器(252)中的所有所述位移标准值Zs进行处理，得到标定初始值Zcb，并将所述标定初始值Zcb按顺序发送给所有的所述标定数据处理单元(26)，由所述标定微处理器(261)接收并按顺序将所述标定初始值Zcb存储在所述标定数据存储器(262)中，并使所述标定初始值Zcb与所述位移码初始值Zc一一对应，所述标定微处理器(261)对所述标定初始值Zcb和所述位移码初始值Zc对应的数据进行合并、插补、调整和计算处理，得到最终的标定值Zb，再将所述标定值Zb发回各自的待标定的所述线阵影像传感器(12)并存储在所述非易失性存储器(1223)中。

13.一种标定方法，其特征在于，用权利要求12所述的标定系统对权利要求10所述的位移检测装置进行标定，包括以下步骤：

S1、机械复位到零位置后，运动部(22)在标定系统控制单元(23)的控制下，以速度Vb＝ae/Tb沿位移测量方向运动，其中Vb为运动速度，0<a，e为待标定的所述位移检测装置(1)的分辨率，Tb为待标定的所述位移检测装置(1)的位移检测时间，所述标定系统控制单元(23)发出的同步位移检测信号一路触发标准位移检测单元(241)，一路触发线阵影像传感器(12)，使得它们同步进行位移检测，所述标准位移检测单元(241)将测量的位移标准值Zs发送到标准数据处理单元(25)，由标准微处理器(251)接收并按顺序将所述位移标准值Zs存储在标准数据存储器(252)中；所述线阵影像传感器(12)将检测的位移码初始值Zc发送到标定数据处理单元(26)，由标定微处理器(261)接收并按顺序将所述位移码初始值Zc存储在标定数据存储器(262)中，直到标定满程为止；

S2、所述标准微处理器(251)将所述标准数据存储器(252)中的所有所述位移标准值Zs进行处理，得到标定初始值Zcb(n+1)＝Zs(n+1)-Zs(n)，规定Zcb(0)＝0；并将所述标定初始值Zcb按顺序发送给所有的所述标定数据处理单元(26)，由所述标定微处理器(261)接收并按顺序将所述标定初始值Zcb存储在所述标定数据存储器(262)中，并使所述标定初始值Zcb与所述位移码初始值Zc一一对应；

S3、以所述位移码初始值Zc作为对应的所述标定初始值Zcb的序号，即Zcb(Zc)，按从小到大对所述标定初始值Zcb(Zc)进行排列；将相同的所述位移码初始值Zc为序号的所述标定初始值Zcb(Zc)进行合并成为标定值Zb，Zb(Zc)＝[Zcb(Zc)1+...+Zcb(Zc)m]/m，其中m为相同序号所述标定初始值Zcb(Zc)的个数；将缺漏的所述位移码初始值Zc对应的所述标定初始值Zcb(Zc)进行插补；

Zb(Zc+j+n)＝Zcb(Zc+j)+n*[Zcb(Zc+k)-Zcb(Zc+j)]/(k-j)，其中Zc+j为第一个缺漏的前一个序号，Zc+k为最后一个缺漏的后一个序号，n为连续缺漏数，k-j>＝2；通过插补使得所述标定值Zb从Zb(0)到满量程Zb(max)都是连续的，其中max为满量程值；比较所有的所述标定值Zb，将Zb(Zc+1)<Zb(Zc)中的Zb(Zc+1)值进行调整，即Zb(Zc+1)＝[Zb(Zc)+Zb(Zc+2)]/2，直到所有数据调整完毕；

S4、从所述标定值Zb(0)开始按顺序将所有的所述标定值Zb发送回各自的待标定的所述线阵影像传感器(12)，并将所述标定值Zb存储在非易失形存储器(1223)中。

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