平面反射式二维光栅测量系统研究

针对超精密运动台的二维亚微米级精度同步测量需求,提出并建立了平面反射式二维光栅测量系统,研究了平面反射式二维光栅的平面位移同步测量方法,分析了平面反射式二维光栅测量系统的误差传递模型。通过Vold-Kalman滤波算法,对光栅信号中存在的高次谐波误差、幅值/相位误差进行实时修正和滤除。采用反正切细分算法和周期测量法对光栅正交脉冲的频率进行测量,实现对被测目标的高分辨率测量和实时运动速度测量。同时,构建了亚微米级测量精度的平面反射式二维光栅测量系统,测量范围为500 mm×500 mm,x、y方向的定位精度为±0.3μm,测量分辨率为0.005μm。