基于容栅技术的数显角度尺的研发

针对机械式角度尺存在的测量过程较为繁琐、测量结果不易读数、测量功能单一等问题,文章设计了一款数显角度尺。该数显角度尺利用容栅测量技术和单片机技术进行开发。基于容栅测量原理,设计开发符合要求的圆容栅传感器,该圆容栅传感器具有角位移信号输出功能,通过单片机对该位移信号进行数据运算及处理,从而实现0°~90°,90°~180°、180°~270、270°~360°、0°~360°5种测量模式,并配合特定的机械结构件,从而实现数显角度尺的精密测量。该文所设计的数显角度尺分辨率为1',经实测,其精度可达2'。同时具有数据输出功能,便于实现在线测量,与传统机械式角度尺相比,具有操作简单、易于读数、测量功能多样等优点。

基于FPGA的BiSS-C协议编码器接口技术研究及解码实现

为了满足光刻机工件台超精密运动控制系统对位移测量的需求,本文提出了基于FPGA的BiSS-C协议解码方法,并针对该方法进行了电路设计以及实验验证。首先,研究了BiSS-C协议内容,就其组网方式和帧格式做了详细的介绍。然后,针对绝对式编码器解码要求,利用FPGA拓展性好、灵活性高等特点,通过状态机,设计了绝对式编码器的数据传输电路,实现了BiSS-C协议的译码功能,并采用CLE-AA容栅尺进行了应用验证。最后,进行了与增量式光栅尺的对比校准实验。实验表明,容栅尺绝对式编码器可实现10kHz的传输速率,运动误差在±5μm之内,其可靠性与准确性满足超精密运动控制系统的粗定位要求。