CN112762836A - 光栅尺、光栅尺读数方法、装置和计算机存储介质 - Google Patents

光栅尺、光栅尺读数方法、装置和计算机存储介质 Download PDF

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CN112762836A CN202011544463.6A CN202011544463A CN112762836A CN 112762836 A CN112762836 A CN 112762836A CN 202011544463 A CN202011544463 A CN 202011544463A CN 112762836 A CN112762836 A CN 112762836A
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Abstract

本发明公开了一种光栅尺、光栅尺读数方法、装置和计算机存储介质,本申请中的光栅尺的光栅读头内包含至少两个光电池,因此使得光栅读头能够在光电池感知区域被较大面积污染时仍能够准确读数,提升了光栅尺的抗污染能力。本申请中的光栅尺读数方法应用于这种光栅读头内包含第一光电池和第二光电池的光栅尺,通过分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值,根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值,提升了光栅尺的抗污染能力。

Description

光栅尺、光栅尺读数方法、装置和计算机存储介质
技术领域
本发明涉及光学长度测量领域,尤其涉及光栅尺、光栅尺读数方法、装置和计算机存储介质。
背景技术
在工业界,光栅尺广泛应用在精密运动系统中,光栅尺测量输出信号为数字脉冲,具有测量范围大,监测精度高,响应速度快的特征。光栅尺的栅尺和光栅读头相结合,光栅读头每扫描一个栅距,产生一个正弦波信号周期,此信号通过电子电路进行细分处理,实现准确测量。
由于光栅尺常常工作于生产环境中,掉落的碎屑、积累的灰尘都可能造成光栅尺的污染,使得光栅读头无法正常读数,因此,如何提升光栅尺的抗污染能力成了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光栅尺、光栅尺读数方法、装置和计算机存储介质,旨在解决现有的光栅尺抗污染能力差的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种光栅尺,所述光栅尺包括栅尺和光栅读头,所述光栅读头内包含至少两个光电池,各光电池沿光栅读头在栅尺上的移动方向间隔排列。
可选地,所述光栅尺为增量式光栅尺或绝对式光栅尺。
此外,本申请还提供一种光栅尺读数方法,所述光栅尺读数方法应用于光栅尺,所述光栅尺的光栅读头内包括第一光电池和第二光电池,所述光栅尺读数方法包括以下步骤:
分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
在一实施例中,所述根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值的步骤,包括:
判断所述第一位置值和所述第二位置值是否相等;
若所述第一位置值等于所述第二位置值,将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值;或,
若所述第一位置值不等于第二位置值,将所述第一位置值和所述第二位置值中较大的一者作为测量值。
在一实施例中,所述若所述第一位置值不等于所述第二位置值,将所述第一位置值和所述第二位置值中较大的一者作为测量值的步骤之后,包括:
将所述第一位置值和所述第二位置值中较小的一者替换为测量值。
在一实施例中,所述根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值的步骤,包括:
根据所述第一位置值和所述第二位置值分别计算所述第一光电池的第一位移增量和所述第二光电池的第二位移增量;
判断所述第一位移增量和所述第二位移增量是否相等;
若所述第一位移增量和所述第二位移增量相等,则将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值。
在一实施例中,所述判断所述第一位移增量和所述第二位移增量是否相等的步骤之后,包括:
若所述第一位移增量和所述第二位移增量不相等,判断所述第一位置值和/或所述第二位置值和/或所述第一位移增量和/或所述第二位移增量是否满足预设条件;
若满足,根据第一预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。
在一实施例中,所述若满足,根据第一预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值的步骤,包括:
若满足,获取所述第一光电池与所述第二光电池之间的预设间隔值;
根据所述预设间隔值、第一预设规则和第二预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种光栅尺读数装置,所述光栅尺读数装置包括第一光电池和第二光电池,所述光栅尺读数装置还包括:
读取模块,分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
确定模块,根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
此外,为实现上述目的,本发明还提供计算机存储介质;
所述计算机存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的光栅尺读数方法的步骤。
本申请中的光栅尺的光栅读头内包含至少两个光电池,因此使得光栅读头能够在光电池感知区域被较面积污染时仍能够准确读数,提升了光栅尺的抗污染能力。本申请中的光栅尺读数方法应用于这种光栅读头内包含第一光电池和第二光电池的光电池的光栅尺,通过分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值,根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值,提升了光栅尺的抗污染能力。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图;
图2是本发明光栅尺抗污染面积示意图;
图3是现有光栅尺抗污染面积示意图;
图4为本发明光栅尺读数方法第一实施例的流程示意图;
图5为本发明光栅尺读数方法第一实施例步骤S20的细化流程示意图;
图6位本发明光栅尺读数方法第三实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
如图1所示,图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
如图1所示,该终端可以包括:处理器1001,例如,中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU),网络接口1004,用户接口1003,存储器1005,通信总线1002。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真WIreless-FIdelity,WIFI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatile memory),例如,磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
可选地,终端还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency,射频)电路,传感器、音频电路、WiFi模块;输入单元,比显示屏,触摸屏;网络接口可选除无线接口中除WiFi外,蓝牙、探针等等。其中,传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器;当然,移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
如图1所示,该计算机软件产品存储在一个存储介质(存储介质:又叫计算机存储介质、计算机介质、可读介质、可读存储介质、计算机可读存储介质或者直接叫介质等,存储介质可以是非易失性可读存储介质,如RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法,作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及计算机程序。
在图1所示的终端中,网络接口1004主要用于连接后台服务器,与后台服务器进行数据通信;用户接口1003主要用于连接客户端(用户端),与客户端进行数据通信;而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的计算机程序,并执行本发明以下步骤:
分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
参照图2,在一实施例中,所述光栅尺包括栅尺和光栅读头,所述光栅读头内包含至少两个光电池,各光电池沿光栅读头在栅尺上的移动方向间隔排列。所述栅尺可为钢带或玻璃等材质,当所述栅尺采用钢带材质时,该光栅尺一般为采用反射原理的反射式光栅尺,当所述栅尺采用玻璃材质时,该光栅尺一般为采用透射原理的透射式光栅尺,此处对于光栅尺类型不作具体限制。现实应用场景中,外部作用使得光栅读头在栅尺上移动,光栅读头内的光电池感知光源经过栅尺反射或透过栅尺形成的条纹,进而获知光栅读头的位移和位移方向。
所述光栅读头内包含至少两个光电池,区别于现有的仅包含一个光电池的光栅读头。值得注意的是,现有的光栅读头中,为实现既能计数,又能判别光栅读头的移动方向,也会采用多个光电池形成一组光电池共同工作,因此,本实施例中的“光栅读头内包含至少两个光电池”也可对应替换为“光栅读头内包含至少两组光电池”,而每组光电池内又可包含多个光电元件,多个(多组)光电池在光栅读头内部的排列方式为沿光栅读头在栅尺上的移动方向间隔排列。
同时该光栅尺还包括一个光栅尺读数装置,所述光栅尺读数装置可用于执行后续各光栅尺读数方法实施例中的光栅尺读数方法。如该光栅尺读数装置可用于执行以下步骤:
分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
参照图3,现有的包含一个光电池的光栅读头至多可承受光电池接收窗口1/4的污染面积,若污染面积超过接收窗口的1/4将导致光栅尺的读数异常,因为本实施例所述的光栅尺的光栅读头内包含至少两个(两组)光电池,各个光电池之间保持一定间隔,使得接收窗口的面积增大,抗污染能力增强,基于此并参照图2可知,若两光电池间间隔越大,则可接受的污染面积越大。采用多个(多组)光电池时,光栅尺的读数方法也区别于现有光栅尺,采用多个光电池的光栅尺读数方法将在后续实施例中说明。
在另一实施例中,所述光栅尺为增量式光栅尺或绝对式光栅尺。增量式光栅尺与绝对式光栅尺在栅尺部分存在区别,基于此,两者的读数原理也存在区别。增量式光栅尺的栅尺是周期性的光栅刻线,只有间隔不变的零点标记可读和增量计数可读,位置信息是通过计算自某个点开始的增量数获得的,而计数的起点必须要通过光栅读头返回参考点确定。而绝对式光栅尺上输出信息与位置信息一一对应,每一位置对应唯一的位置编码,在主光栅尺上将此位置编码刻成一系列码道,通过读数头获取位置编码确定绝对位置。因此,在掉电或因故障重新开机时,利用绝对式光栅尺的位置编码可知其实际位置值,从而避免回零操作,本实施例中的光栅尺可为增量式光栅尺或绝对式光栅尺,在光栅读头内包含多个光电池时,读数方式同样与单个光电池存在区别,后续实施例将分别给出具体的读数方式。
通过在光栅尺的光栅读数头内置多个光电池,使得光栅读头能够在光电池感知区域被较大面积污染时仍能够准确读数,提升了光栅尺的抗污染能力。
基于上述光栅尺的硬件结构,提出本申请光栅尺读数方法的各个实施例。
本申请提供一种光栅尺读数方法。
参照图4,在光栅尺读数方法的第一实施例中,该方法包括:
步骤S10,分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值。
光栅尺分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值,当光栅读数头内部包含第一光电池和第二光电池时,传统的单个光电池的读数方法将不再适用,传统的单个光电池的读数方法在光栅尺受到污染时,仍然保持读取单个光电池产生的电信号进而获取测量结果,无法得知由污染产生的数据异常。本实施例中,由于采用两个光电池,且两个光电池在光栅读头内的位置固定,在光栅尺无污染时,两个光电池的读出数据应当相同或者存在某种固定的差值关系,故可以借此进行两个光电池数据的比对进而判断光栅尺是否被污染,进一步的还可确定具体受污染的光电池。不论是增量式光栅尺或者是绝对式光栅尺,可由光电池的电信号确定出该光电池(即光栅读头)在栅尺上所处的位置。
步骤S20,根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
光栅尺根据所述第一位置和所述第二位置确定测量值。相较于传统的直接读取光栅读头内单个光电池的电信号进而直接确定测量值,本实施例存在两个光电池,确定测量值时依靠第一位置值和第二位置值共同确定,可实现判别是否存在污染和在存在污染的情况下读出准确的测量值。
如前述实施例说明,光栅尺存在增量式光栅尺和绝对式光栅尺的区别,两种光栅尺在单个光电池的情况下读数方式不同,在本实施例中改进后含有两个光电池的情况下读数方式同样存在区别。
当光栅尺为增量式光栅尺时,参考图5,所述步骤S20可包括步骤S21-S23:
步骤S21,判断所述第一位置值和所述第二位置值是否相等。
光栅尺判断所述第一位置值和所述第二位置值是否相等。在所述光栅尺是增量式光栅尺时,所述第一光电池与第二光电池的位置不作区分,例如当栅尺为水平横向的状态时,第一光电池和第二光电池的左右位置无明确规定,因为光栅尺上电后光栅读头回退至栅尺的参考点处进行校准,如回退至30cm参考点,由于存在两个光电池且两光电池在光栅读头内的排列存在间隔,因此可规定无论第一光电池或第二光电池中的哪个先检测到30cm参考点,均同时将第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值记录为30或0,基于此,当光栅读头移动过一段距离后,若不存在污染,则第一光电池和第二光电池分别对应的第一位置值和第二位置值是相等的;若存在污染,则第一位置值和第二位置值是不相等的,因此,本实施例中的光栅尺具有检测污染的功能。进一步,在检测到污染时,光栅尺可生成提示信息,以提示技术人员及时清洁。
步骤S22,若所述第一位置值等于所述第二位置值,将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值。
若所述第一位置值等于所述第二位置值,光栅尺将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值。如前述步骤说明,在光栅尺为增量光栅尺的情况下,第一位置值与第二位置值相等时,说明光栅尺未发生污染,又由于规定在光栅读头进行校准时,无论第一光电池或第二光电池中的哪个先检测到参考点,均同时将第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值记录为0,因此在移动过相同距离后,第一位置值和第二位置值是相等的,不论第一位置值还是第二位置值均选择可作为测量值。
进一步地,上述步骤S22可替换为S23以实现在多种不同情形下的测量值确定。
步骤S23,若所述第一位置值不等于第二位置值,将所述第一位置值和所述第二位置值中较大的一者作为测量值。
若所述第一位置值不等于第二位置值,光栅尺将所述第一位置值和所述第二位置值中较大的一者作为测量值。基于前述关于第一位置值和第二位置值的说明,若所述第一位置值不等于第二位置值,则说明所述光栅尺存在污染,此时为读出准确的测量值,需要采取不同的策略。需要了解的是,在增量式光栅尺中,光栅读头根据透过栅尺或者由栅尺反射的条纹进而进行位置值的递增,如条纹明暗变化一次则位置值递增一个单位长度,在此基础上,第一光电池或第二光电池的接收窗口存在污染时,光电池由于无法获得条纹的明暗变化所以位置值不增长,所以接收窗口存在污染的光电池对应的位置值会小于未被污染的,故选择将所述第一位置和所述第二位置中较大的一者作为测量值。
在本实施例中,通过读取第一光电池的第一位置值和第二光电池的第二位置值,并根据第一位置值和第二位置值的大小关系确定光栅尺是否存在污染,并在存在污染时读取未被污染的光电池对应的位置值作为测量值,使得光栅读头能够在光电池感知区域被较大面积污染时仍能够准确读数,提升了光栅尺的抗污染能力。
进一步的,在本发明第一实施例的基础上,进一步提出了本发明光栅尺读数方法的第二实施例,本实施例为第一实施例中步骤S23的后置步骤,所述光栅尺读数方法包括:
步骤a1,将所述第一位置值和所述第二位置值中较小的一者替换为测量值。
光栅尺将所述第一位置值和所述第二位置值中较小的一者替换为测量值。如前述实施例说明,当第一位置值和第二位置值不同时,说明存在污染,并将第一位置值和第二位置值中较大的一者作为测量值,即较小的一者是因为污染而产生了误差,若不及时将误差校正则可能导致后续的测量中出现错误,而将所述第一位置值和所述第二位置值中较小的一者替换为测量值就是把本次测量中存在错误的位置值替换成当前位置正确的位置值。
在本实施中,通过在检出污染后,对存在污染的光电池的对应的位置值进行校正,避免后续测量中出现错误,进一步提升了光栅尺的抗污染能力。
进一步的,参照图6,在本发明以上实施例的基础上,进一步提出了本发明光栅尺读数方法的第三实施例,本实施例为第一实施例中步骤S20的细化步骤,所述光栅尺读数方法包括:
步骤S24,根据所述第一位置值和所述第二位置值分别计算所述第一光电池的第一位移增量和所述第二光电池的第二位移增量。
在所述光栅尺是绝对式光栅尺时,取决于绝对光栅尺的特征,栅尺上的编码即标定了栅尺各处的刻度值,当光栅读头读到该处编码时,即可确定当前的位置值,由于第一位置值和第二位置值均为栅尺上不同的刻度值,且第一光电池与第二光电池位置相对固定,因此在光栅读头发生位移时,第一光电池产生的位移应当与第二光电池相等,其中,第一光电池产生的位移即第一位移增量,第二光电池产生的位移即第二位移增量,第一位移增量的计算方法为第一位置值减去上一状态的第一位置值后取绝对值,第二位移增量同理。
步骤S25,判断所述第一位移增量和所述第二位移增量是否相等。
光栅尺判断所述第一位移增量和所述第二位移增量是否相等。如前述步骤说明,当光栅尺为绝对式光栅尺时,在光栅尺未发生污染的情况下,第一位移增量与第二位移增量应当是相等的,因此,可以通过判断第一位移增量和第二位移增量是否相等进而判断光栅尺是否发生污染。
步骤S26,若所述第一位移增量和所述第二位移增量相等,则将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值。
若所述第一位移增量和所述第二位移增量相等,则将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值。若所述第一位移增量和所述第二位移增量相等,则说明光栅尺未发生污染,此时,选择第一位置值或者第二位置值中的任意一个作为测量值,需要说明的是,本实施例中将第一位置值或者第二位置值输出后作为进一步计算测量值的基础,如选择第一位置值输出并与上一读数状态的第一位置值计算位移值作为测量值。
在本实施例中,通过判断第一光电池的第一位移量和第二光电池的第二位移增量是否相等,进而实现判断绝对式光栅尺是否发生污染,并给出未发生污染时光栅尺的读数方法,使得光栅尺具备是否发生污染的判别能力。
进一步的,在本发明以上实施例的基础上,进一步提出了本发明光栅尺读数方法的第四实施例,本实施例为第三实施例中步骤S25的后置步骤,所述光栅尺读数方法包括:
步骤b1,若所述第一位移增量和所述第二位移增量不相等,判断所述第一位置值和/或所述第二位置值和/或所述第一位移增量和/或所述第二位移增量是否满足预设条件。
若所述第一位移增量和所述第二位移增量不相等,光栅尺判断所述第一位置值和/或所述第二位置值和/或所述第一位移增量和/或所述第二位移增量是否满足预设条件。若第一位移增量与第二位移增量不相等,则说明光栅尺存在污染,并且导致第一光电池或者第二光电池的位置值出现误差,而所述预设条件包含多个,当满足不同的条件时,测量值的生成方式也不同,为方便采用逻辑表达式说明预设条件,将第一位置值记为Data1,第二位置值记为Data2,第一位移增量记为△D1,第二位移增量记为△D2。
所述预设条件包含条件1和条件2:
条件1:(△D1<△D2)‖(△D2==0&&Data1匀速增加)
条件2:(△D2<△D1)‖(△D1==0&&Data2匀速增加)
其中,‖表示逻辑或,&&表示逻辑与,==表示等于。
需要理解的是,取决于绝对光栅尺的编码机制和编码读取机制,当光电池接收窗口被污染遮挡时,对应的位置值将增大,光电池接收窗口长时间被污染遮挡时,位置值恢复至上一状态,即上述的条件1和条件2可解释为当第一位移增量和第二位移增量不相等时,较大的一者对应的光电池即为被污染影响的光电池,或第一位移增量和第二位移增量中的一者为0,另一者对应的位置值匀速增加,则位移增量为0的一者对应的光电池被污染遮挡。
步骤b2,若满足,根据第一预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。
若满足,光栅尺根据第一预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。所述第一预设规则即为包含上述预设条件和所述预设条件对应的测量值生成方式的规则,也即包含了条件1和满足条件1时测量值的生成方式和条件2和满足条件2时测量值的生成方式。
所述测量值在不同条件下生成方式如下:
当满足条件1时,以第一位置值即Data1作为测量值,当满足条件2时,以第二位置值即Data2作为测量值,同样的,需要说明的是,本实施例中的作为测量值为将第一位置值或者第二位置值输出后作为进一步计算测量值的基础,如选择第一位置值输出并与上一读数状态的第一位置值计算位移值作为最终的测量值。
进一步的,所述步骤b2可包括步骤b21-b22:
步骤b21,若满足,获取所述第一光电池与所述第二光电池之间的预设间隔值。
光栅尺获取所述第一光电池与所述第二光电池之间的预设间隔值,如前述实施例说明,第一光电池与第二光电池在光栅读头内位置固定,因此第一光电池与第二光电池之间的间隔距离即预设间隔值为一固定值,可视为光栅尺的参数之一。
步骤b22,根据所述预设间隔值、第一预设规则和第二预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。
光栅尺根据所述预设间隔值、第一预设规则和第二预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。本步骤采用步骤b2的方法利用第一预设规则确定将第一位置值或第二位置值确定为待定测量值,而非测量值。可以理解的是,在光栅尺为绝对光栅尺时利用单个光电池即可获得测量值,但本实施例中包含两个光电池,并且两光电池位置值不同,因此会定义其中一个光电池为参考光电池,用于在光栅尺未被污染的情况下直接读出参考光电池的位置值作为测量值,但如果参考光电池被遮挡时则需要读取另一光电池的位置值,此时,则需要对另一光电池的位置值进行修正后才可作为测量值,其中修正的量即为预设间隔值,参考光电池与另一光电池的相对位置和光栅读头的移动方向对于具体的修正方法均会产生影响,而第二预设规则中即规定了根据参考光电池与另一光电池的相对位置和光栅读头的移动方向对另一光电池的位置值进行修正的方式。
在本实施例中,通过给出光栅尺为绝对式光栅时被污染后的读数方法,使得光栅读头能够在光电池感知区域被较大面积污染时仍能够准确读数,提升了光栅尺的抗污染能力。
此外,本发明实施例还提出一种光栅尺读数装置,所述光栅尺读数装置包含第一光电池和第二光电池,所述光栅尺读数装置还包括:
读取模块,分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
确定模块,根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
其中,光栅尺读数装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明光栅尺方法的各个实施例,此处不再赘述。
此外,本发明实施例还提出一种计算机存储介质。
所述计算机存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的光栅尺方法中的操作。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序;术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光栅尺,其特征在于,所述光栅尺包括栅尺和光栅读头,所述光栅读头内包含至少两个光电池,各光电池沿光栅读头在栅尺上的移动方向间隔排列。
2.如权利要求1所述的光栅尺,其特征在于,所述光栅尺为增量式光栅尺或绝对式光栅尺。
3.一种光栅尺读数方法,其特征在于,所述光栅尺读数方法应用于如权利要求1至2中任意一项所述的光栅尺,所述光栅尺的光栅读头内包括第一光电池和第二光电池,所述光栅尺读数方法包括以下步骤:
分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
4.如权利要求3所述的光栅尺读数方法,其特征在于,所述根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值的步骤,包括:
判断所述第一位置值和所述第二位置值是否相等;
若所述第一位置值等于所述第二位置值,将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值;或,
若所述第一位置值不等于第二位置值,将所述第一位置值和所述第二位置值中较大的一者作为测量值。
5.如权利要求4所述的光栅尺读数方法,其特征在于,所述若所述第一位置值不等于所述第二位置值,将所述第一位置值和所述第二位置值中较大的一者作为测量值的步骤之后,包括:
将所述第一位置值和所述第二位置值中较小的一者替换为测量值。
6.如权利要求3所述的光栅尺读数方法,其特征在于,所述根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值的步骤,包括:
根据所述第一位置值和所述第二位置值分别计算所述第一光电池的第一位移增量和所述第二光电池的第二位移增量;
判断所述第一位移增量和所述第二位移增量是否相等;
若所述第一位移增量和所述第二位移增量相等,则将所述第一位置值或所述第二位置值作为测量值。
7.如权利要求6所述的光栅尺读数方法,其特征在于,所述判断所述第一位移增量和所述第二位移增量是否相等的步骤之后,包括:
若所述第一位移增量和所述第二位移增量不相等,判断所述第一位置值和/或所述第二位置值和/或所述第一位移增量和/或所述第二位移增量是否满足预设条件;
若满足,根据第一预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。
8.如权利要求7所述的光栅尺读数方法,其特征在于,所述若满足,根据第一预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值的步骤,包括:
若满足,获取所述第一光电池与所述第二光电池之间的预设间隔值;
根据所述预设间隔值、第一预设规则和第二预设规则将第一位置值或第二位置值确定为测量值。
9.一种光栅尺读数装置,其特征在于,所述光栅尺读数装置包括第一光电池和第二光电池,所述光栅尺读数装置还包括:
读取模块,分别读取所述第一光电池的第一位置值和所述第二光电池的第二位置值;
确定模块,根据所述第一位置值和所述第二位置值确定测量值。
10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3至8中任一项所述的光栅尺读数方法的步骤。
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Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005308718A (ja) * 2004-01-26 2005-11-04 Mitsutoyo Corp 反射型光電式エンコーダ用スケール、スケールの製造方法及び光電式エンコーダ
CN101408409A (zh) * 2008-11-07 2009-04-15 南通大学 高精度数字式直线位移传感器
CN201373734Y (zh) * 2008-10-21 2009-12-30 朱孝立 分辨率可调通用游标式光栅读数头
US20100053586A1 (en) * 2006-03-21 2010-03-04 Asml Netherlands B.V. Displacement Measurement Systems, Lithographic Apparatus, and Device Manufacturing Method
CN202363502U (zh) * 2011-12-09 2012-08-01 长春汇通光电技术有限公司 集成定光栅的光电池
CN103056721A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 采用双读数头对绝对式钢带光栅尺的读数方法
CN103056726A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 双读数头读取具有标识码道的绝对式光栅尺的读数方法
CN103148876A (zh) * 2013-02-27 2013-06-12 西安交通大学 单码道绝对式线位移光栅尺虚拟增量式码道构造方法和解码方法
CN103411539A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 广东工业大学 一种高冗余性绝对光栅尺读头的滑车装置
CN103712563A (zh) * 2013-12-23 2014-04-09 北华航天工业学院 一种光栅尺扫描器
CN103776374A (zh) * 2014-01-28 2014-05-07 广东工业大学 一种高速高精度高冗余性绝对光栅尺读数头装置
CN104215173A (zh) * 2014-08-26 2014-12-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 增量式光栅尺指示光栅自动粘接装置
CN204036156U (zh) * 2014-07-08 2014-12-24 珠海市怡信测量科技有限公司 光栅尺结构
CN205020911U (zh) * 2015-09-09 2016-02-10 苏州怡信光电科技有限公司 大扭矩高精密雕铣机
CN106500606A (zh) * 2016-12-26 2017-03-15 清华大学深圳研究生院 一种多码道光栅尺
CN108362208A (zh) * 2018-04-02 2018-08-03 广州数控设备有限公司 一种伪随机码道光栅尺及其读取方法
CN108627097A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 广东工业大学 一种绝对式光栅尺
CN109916312A (zh) * 2019-04-24 2019-06-21 广东工业大学 光栅尺读数头、光栅尺接头及光栅尺位移传感器
CN109959664A (zh) * 2019-04-10 2019-07-02 长春禹衡光学有限公司 绝对光栅尺的污染检测方法、装置及可读存储介质
CN111680780A (zh) * 2020-05-21 2020-09-18 长春汇通光电技术有限公司 编码器计数装置、计数方法、设备及可读存储介质

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005308718A (ja) * 2004-01-26 2005-11-04 Mitsutoyo Corp 反射型光電式エンコーダ用スケール、スケールの製造方法及び光電式エンコーダ
US20100053586A1 (en) * 2006-03-21 2010-03-04 Asml Netherlands B.V. Displacement Measurement Systems, Lithographic Apparatus, and Device Manufacturing Method
CN201373734Y (zh) * 2008-10-21 2009-12-30 朱孝立 分辨率可调通用游标式光栅读数头
CN101408409A (zh) * 2008-11-07 2009-04-15 南通大学 高精度数字式直线位移传感器
CN202363502U (zh) * 2011-12-09 2012-08-01 长春汇通光电技术有限公司 集成定光栅的光电池
CN103056721A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 采用双读数头对绝对式钢带光栅尺的读数方法
CN103056726A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 双读数头读取具有标识码道的绝对式光栅尺的读数方法
CN103148876A (zh) * 2013-02-27 2013-06-12 西安交通大学 单码道绝对式线位移光栅尺虚拟增量式码道构造方法和解码方法
CN103411539A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 广东工业大学 一种高冗余性绝对光栅尺读头的滑车装置
CN103712563A (zh) * 2013-12-23 2014-04-09 北华航天工业学院 一种光栅尺扫描器
CN103776374A (zh) * 2014-01-28 2014-05-07 广东工业大学 一种高速高精度高冗余性绝对光栅尺读数头装置
CN204036156U (zh) * 2014-07-08 2014-12-24 珠海市怡信测量科技有限公司 光栅尺结构
CN104215173A (zh) * 2014-08-26 2014-12-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 增量式光栅尺指示光栅自动粘接装置
CN205020911U (zh) * 2015-09-09 2016-02-10 苏州怡信光电科技有限公司 大扭矩高精密雕铣机
CN106500606A (zh) * 2016-12-26 2017-03-15 清华大学深圳研究生院 一种多码道光栅尺
CN108362208A (zh) * 2018-04-02 2018-08-03 广州数控设备有限公司 一种伪随机码道光栅尺及其读取方法
WO2019192196A1 (zh) * 2018-04-02 2019-10-10 广州数控设备有限公司 一种伪随机码道光栅尺及其读取方法
CN108627097A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 广东工业大学 一种绝对式光栅尺
CN109959664A (zh) * 2019-04-10 2019-07-02 长春禹衡光学有限公司 绝对光栅尺的污染检测方法、装置及可读存储介质
CN109916312A (zh) * 2019-04-24 2019-06-21 广东工业大学 光栅尺读数头、光栅尺接头及光栅尺位移传感器
CN111680780A (zh) * 2020-05-21 2020-09-18 长春汇通光电技术有限公司 编码器计数装置、计数方法、设备及可读存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN WEIHAI等: "A novel flexure-based uniaxial force sensor with large range and high resolution", 《SCIENCE CHINA(TECHNOLOGICAL SCIENCES)》 *
吴宏圣 等: "光栅测量技术在数控机床上的应用――光栅尺篇", 《世界制造技术与装备市场》 *
胡超迪: "直线光栅测量系统双读数头自校准方法及仿真", 《机电一体化》 *

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