CN113551578B - 条形位移码、条形位移码尺和位移检测装置 - Google Patents

条形位移码、条形位移码尺和位移检测装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种条形位移码、条形位移码尺和位移检测装置，条形位移码包括位置条、数字条和补偿条，位置条与数字条平行，与补偿条成θ角，10°<θ<90°；该条形位移码制作在条形位移码尺的尺面上，并且位置条与位移检测方向垂直；条形位移码尺和线阵图像传感器组成位移检测装置。

Description

条形位移码、条形位移码尺和位移检测装置
技术领域
本申请属于长度测量领域，涉及一种条形位移码、条形位移码尺和位移检测装置。
背景技术
申请号2020104453646公开了一种条形位移码、条形位移码尺和位移检测装置，线阵图像传感器的扫描线与位置条垂直，条形位移码尺与线阵图像传感器作相对直线运动，理想情况下，在整个位移检测范围内，扫描线与各位置条的中心线只有一个交点，即位置条成像中心位置是不变的，但在现实中，线阵图像传感器的扫描线与条形位移码尺运动方向不完全平行，使得扫描线在位置条上有小幅摆动，而位置条是有毛边和扭曲的，这种毛边和扭曲如果不加以补偿，会直接造成位移检测误差，对于高精度位移检测装置是不可接受的；毛边和扭曲的补偿需要对应的补偿位置标记，并且这种补偿位置标记在位移检测范围内是唯一的，但申请号2020104453646方案中的条形位移码无法标记补偿位置。
发明内容
为解决上述问题，本申请在条形位移码中增加了补偿条，用于标记位置条的补偿位置，发明内容如下：
一种条形位移码，用于位移检测，包括位置条和补偿条，所述位置条与所述补偿条成θ角，10°<θ< 90°，所述位置条与位移检测方向垂直，所述补偿条用作所述位置条的补偿位置标记。
本方案进一步的改进，还包括数字条，用于表达所述条形位移码的序号，所述数字条与所述位置条平行。
一种条形位移码尺，包括尺面，在所述尺面上沿位移检测方向设有上述条形位移码。
本方案进一步的改进，所述尺面为平面。
本方案进一步的改进，所述尺面为圆柱面。
本方案进一步的改进，所述位置条沿所述圆柱面绕成圆环，该圆环中心线的横截面与所述圆柱面的轴线垂直；所述补偿条沿所述圆柱面螺旋一周。
一种位移检测装置，包括上述条形位移码尺。
有益效果
本申请方案的圆柱面条形位移码尺设在数显千分尺的测微螺杆上，轴向位移不受测微螺杆旋转影响，避免了螺纹间隙误差；毛边补偿功能提高了测量精度。
附图说明
本申请的说明书附图仅作原理性展示，不作为设计图，也不用于限制本申请的权利要求范围；
附图1为位置条的补偿位置标记原理图；
附图2为条形位移码原理图；
附图3为平面条形位移码尺原理图；
附图4为柱面条形位移码尺原理图；
附图5为平面型位移检测装置原理图；
附图6为柱面型位移检测装置原理图。
具体实施例
一种条形位移码1，如图2所示，包括位置条11和数字条12，所述位置条11用于位移细分检测，与位移测量方向垂直；所述数字条12按二进制码设置，其码值代表所述条形位移码1的序号，用于位移区段检测，与所述位置条11平行。
由于所述位置条11不可避免存在毛边和扭曲，如图1所示，必须对该毛边和扭曲进行补偿，并且对每个毛边和扭曲的补偿量和对应的补偿位置标记进行存储，所述补偿位置标记与毛边和扭曲所处的位置一一对应，因此在所述条形位移码1中增设补偿条13，所述补偿条13与所述位置条11成θ角，10°<θ<90°。
毛边和扭曲越大，θ角应该越大，才能保证毛边和扭曲的所述补偿位置标记唯一性；标记原理是：在位移测量范围内，图像传感器的扫描线与所述位置条11的理想位置条成像中心线111交于A1、A2、A3、A4、…、An多个交点，与所述位置条的位置条成像中心线112对应交于B1、B2、B3、B4、…、Bn多个交点，与所述补偿条13的补偿条成像中心线131对应交于C1、C2、C3、C4、…、Cn多个交点，所述理想位置条成像中心线111为直线并且与位移测量方向垂直，则A1B1、A2B2、A3B3、A4B4、…、AnBn为位置条补偿量，B1C1、B2C2、B3C3、B4C4、…、BnCn为对应所述位置条补偿量的所述补偿位置标记；将所述位置条补偿量和所述补偿位置标记一一对应地存储起来，用于测量补偿。
所述条形位移码1可以沿位移检测方向接续，所述数字条的码值递增或递减。
一种条形位移码尺2，包括尺面21，上述条形位移码1沿位移检测方向设置在所述尺面21上。
所述尺面21为平面的称为平面条形位移码尺，如图3所示；所述尺面21为圆柱面的称为柱面条形位移码尺，如图4所示；所述条形位移码1设置在所述圆柱面上的原则：所述位置条11和所述数字条12绕所述圆柱面一周，形成圆环，并且每个圆环中心线的横截面与所述圆柱面的轴线垂直；所述补偿条13沿所述圆柱面螺旋一周。
一种位移检测装置，包括线阵图像传感器3和上述条形位移码尺2，所述线阵图像传感器3的扫描线与位移检测方向平行，与所述位置条11垂直。
所述位移检测装置具有所述毛边补偿量和所述补偿位置标记的存储装置，位移检测时，以检测到的所述补偿位置标记为索引，从所述存储装置读取所述位置条补偿量，用于对应的毛边和扭曲补偿，提高测量准确度。
上述实施例只是本申请方案的特例，本领域的技术人员能显而易见地做出修改的技术方案，都应在本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种条形位移码，用于位移检测，其特征在于，包括位置条和补偿条，所述位置条与所述补偿条成θ角，10°<θ<90°，所述位置条与位移检测方向垂直，所述补偿条用作所述位置条的补偿位置标记，标记原理为：在位移测量范围内，图像传感器的扫描线与所述位置条的理想位置条成像中心线交于A1、A2、A3、A4、…、An多个交点，与所述位置条的位置条成像中心线对应交于B1、B2、B3、B4、…、Bn多个交点，与所述补偿条的补偿条成像中心线对应交于C1、C2、C3、C4、…、Cn多个交点，所述理想位置条成像中心线为直线并且与位移测量方向垂直，则A1B1、A2B2、A3B3、A4B4、…、AnBn为位置条补偿量，B1C1、B2C2、B3C3、B4C4、…、BnCn为对应所述位置条补偿量的所述补偿位置标记；将所述位置条补偿量和所述补偿位置标记一一对应地存储起来，用于测量补偿；
位移检测时，以检测到的所述补偿位置标记为索引，从存储装置读取所述位置条补偿量，用于所述位置条对应的毛边和扭曲补偿。
2.根据权利要求1所述的条形位移码，其特征在于，还包括数字条，用于表达所述条形位移码的序号，所述数字条与所述位置条平行。
3.一种条形位移码尺，包括尺面，其特征在于，在所述尺面上沿位移检测方向设有权利要求1或权利要求2所述的条形位移码。
4.根据权利要求3所述的条形位移码尺，其特征在于，所述尺面为平面。
5.根据权利要求3所述的条形位移码尺，其特征在于，所述尺面为圆柱面。
6.根据权利要求5所述的条形位移码尺，其特征在于，所述位置条沿所述圆柱面绕成圆环，该圆环中心线的横截面与所述圆柱面的轴线垂直；所述补偿条沿所述圆柱面螺旋一周。
7.一种位移检测装置，其特征在于，包括权利要求3至6任一项所述的条形位移码尺。
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