1037265式单码道线编码器位移选秉铭DFS60B-S4EA00256码道译码、校正原理仿真模型和影响光栅信号质量的因素,并完成了式光栅尺精度分析及误差修正。主要的研究内容和创新点如下:分析现有式光栅尺编码方式。将光刻工艺难度、刻划效率作为编码模型的边界条件,阐述了编码单值函数的特点,并针对该特点建立了编码值间逻辑关系的数学模型。在此基础上,依据数学模型运用二叉树、回溯等搜索算法展开了编码的研究工作。研究结果表明该方法在原理上可行,但在实际操作中,存在运算量大,海量存储数据等致命缺点。本文创新性地提出了基于DBCS控制理论的编码机制,该编码机制以刻划工艺难度、刻划效率以及读取效率为权值,以权值作为自变量的评价阈值函数,优化编码序列,得到权值大（降低工艺难度、提高刻划效率）的编码序列。对于中小量程的式光栅尺,本文本着相关技术成熟、处理方法简单等特点,创新性的提出了矩阵码与伪随机码相结合的编码机理,并开展下列研究:分析了矩阵码道与精码道逻辑关系,建立满足读数头尺寸要求的矩阵码道,依据矩阵码道逻辑关系模型,建立伪随机码的优选机制（刻划工艺简单、刻划效率高）编码模型。针对上述两种式光栅尺的编码机制,开展了编码原理的仿真。1)分析了基于DBCS控制理论的编码机制,建立了非线性关系的单值编码函数的译码模型。以实际光栅刻划精度、安装不平行误差等为边界条件,创新性地建立了一种基于接收光电器件像素点逻辑关系的校正模型。并开展了相应的码道位置误差修正模型的研究与验证工作,实现了±1/4码道周期的大范围位置误差校正。2)分析了基于矩阵码与伪随机码结合算法的编码机制,依据矩阵码译码及伪随机码译码原理,建立了译码及校正模型,并对校正模型进行了仿真验证,实现了±1/4精码道周期范围的位置误差校正。分析了光源光强分布函数,并针对光强分布特点开展了基于毛玻璃“匀光”特性的理论分析、模拟仿真和试验验证,试验结果表明旋转的毛玻璃产生匀光效果。对增量码道光栅副方程进行了理论分析,确立了以波长、栅距为参数的焦面求解模型,并依据焦深公式推导出主光栅与指示光栅间隙允差范围。研究了影响莫尔条纹质量的各种因素,分析了各因素给测量结果带来的影响,提出了一种实现提高莫尔条纹质量的处理方法。研究了光栅尺量精度的影响因素,并对其做定性和定量分析。运用激光双频干涉仪、激光自准直仪等辅助设备,对误差标定过程中产生的阿贝误差进行补偿,运用人工神经网络BP优化算法对误差进行修正,建立了光栅尺误差修正数学模型,实现了光栅尺测量修正误差小于0.1μm。综上所述,本文在对式光栅尺编码机制构建方法的深入剖析的基础上,从建立码道,到翻译码道,再到校正码道,探索出了两种不同方式的编码机制,即基于DBCS控制理论的新型编码机制、矩阵码与伪随机码合成编码机制。并详细分析了译码、校正原理,实现了大范围位置误差校正。分析了莫尔条纹质量的影响因素和光栅尺尺广泛运用于医学、军事、制造等领域。传统光栅尺运用光学技术将被测距离放大,利用差分电路转换为脉冲信号,终输出位置信息。随着图像识别技术及数据处理技术的发展,将图像识别技术运用于光栅尺,尤其是式光栅尺,是一项新兴的高科技技术,具有很大的发展前景。光栅尺具有断电无需复位归零、无累计误差、高精度优点。本文研究的式光栅尺利用光学放大原理,将尺上的编码放大,由FPGA控制高帧频CMOS摄像头拍摄经光学放大后的编码图像信息,再经过DSP解析码信息,终转化为位置信息。本文以自主研发的光栅尺为研究对象,以有效促进国内测量技术及光栅尺产业发展、提高光栅尺综合性能为目的,主要有一下研究：首先,研究光栅尺的基本工作原理,建立开放式光栅尺初始实验平台,初步研究光栅尺的误码原理,验证光栅尺的工作原理可行性。其次,使用solidworks构建封闭式光栅尺的结构模型,用非线性有限元软件Abaqus对其进行动态仿真分析及优化设计,终获取封闭式光栅尺。其三,考虑单纯光栅尺测量速度的局限性,利用高冗余技术,结合光栅尺和增量光栅尺的各自优点,设计高冗余光栅尺,实现高速、高精度位置测量。后,在光学隔振台上建立实验,以超精密气浮直线电机使用对象,分析单纯封闭式光栅尺误码特征,获取速度（不产生误码）,确定高冗余光栅尺的切换速度；验证高冗余光栅尺的可行性,测试其测量能力极限。

1037265式单码道线编码器位移选秉铭DFS60B-S4EA00256密方法发展,人们对高精度的传感器提出了越来越迫切的需求。式光栅尺是2005年出现在市场的一种新型线位移传感器,相对于传统的增量式光栅尺而言,它具有测量精度高、抗干扰性强、断电后再工作无需回零点、无累计误差、位置计算在读数头内完成等优点,因此,被广泛使用在各种中高档数控机床和精密测量设备当中。随着式光栅尺的推广与使用,为了方便用户对设备上的光栅尺进行快速、便捷的信号检测;与此同时,为了方便光栅尺生产商在研发阶段对光栅尺产品的反复检测与调试,以及在售后阶段能方便得对产品进行有效的维护,这都需要一套完善的式光栅尺信号检测平台来进行实现。在国外,著名的光栅尺产商都会根据自身产品研发特定的检测平台,用于快速的推广和便捷的维护自身式光栅尺产品;在国内,由于对式光栅尺的研究起步比较晚,目前还没有类似系统。本文在结合国内外现有的式光栅尺检测技术和当前式光栅尺产品需求的基础上,深入的研究式光栅尺信号检测的原理、常见故障的类型和诊断方法、误差测量和补偿方式,从而设计出一款式光栅尺信号检测系统,该系统由采集卡和上位机组成,用于实现式光栅尺的在线信号检测与修调、故障诊断、误差的测量与补偿等功能。首先研究了式光栅尺信号检测的原理,确定信号检测的方法,包括了增量信号和信号;同时研究了式光栅尺常见的故障类型及其诊断方式。设计了以STM32为核心控制器的信号采集卡,该采集卡配备有式信号采集模块、增量信号采集模块、激光干涉仪接口模块、上位机接口模块等。采集卡作为上位机和光栅尺之间的通讯桥梁,接受上位机的命令和参数,对光栅尺进行读写操作,并反馈到上位机中。当用于对式光栅尺进行误差测量时,该采集卡可为激光干涉仪提供触发信号。设计了信号检测系统的上位机软件,该软件基于Qt环境,采用模块化方式开发。包括有网络协议模块、产品信息与位置值采集模块、故障诊断模块、信号检测模块、光电参数修调模块以及误差测量与补偿模块,每个模块都采用独立封装的方式,用户可以根据实际的需求进行加载。上位机软件的主要的功能是作为人机交互的界面,其根据与采集卡之间的通讯协议,向采集卡发送命令与参数,并从采集卡中获取反馈信息,经过处理分析后实时得显示在界面上。研究了式光栅尺测量误差的补偿方法。分析了影响式光栅尺精度的误差因素,搭建起误差检测平台,可实现对光栅尺的快速误差测量;提出了误差补偿方法,并把补偿数据写入到光栅尺读数头中,终实现对式光栅尺测量误差的快速、高效补偿。运用本文的研究方法,完成了式光栅尺信号检测系统的设计,实现了对式光栅尺在线的信号检测与修调.