1.一種用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1)通過DSP對雙路非正交正弦位移信號進行同步采樣,獲得雙路非正交正弦信號數據x(n)和y(n);
S2)根據相關原理計算出雙路非正交正弦信號數據的相位差值;
S3)根據相位差值,使用非整周期部分信號細分算法,計算出非整周期部分信號所包含的位移量;以及
S4)根據整周期計數值計算出整周期部分信號所包含的位移量,加上上述非整周期部分信號所包含的位移量,計算出總位移量。
2.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,所述步驟S2包括以下步驟:
S21)利用步驟S1)中所得兩路數據x(n)和y(n),分別計算兩路信號的自相關Rxx(0)、Ryy(0)和互相關Ryy(0);
S22)當Rxy(0)≥0時,相位差計算式為
當Rxy(0)≤0時,相位差計算式為
3.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,所述步驟S3包括以下步驟:
S31)對S1)中所得兩路數據x(n)和y(n)減去直流分量,歸一化后得
Ix=cosθ (1.6)
S32)根據細分算法,和S2)中求解的相位差值得到細分結果如下:
根據細分結果計算出非整周期部分信號所包含的位移量如下:
ΔL=(θ/2π)*l (1.8)
其中:l是單個整周期信號對應的位移值。
4.根據權利要求3所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,所述步驟S4包括以下步驟:
S41)計算總位移L如下:
L=n*l+ΔL (1.9)
其中:n為整周期計數值。
5.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,在S1)之前還包括:步驟S0)
分別對兩組兩個相鄰的光電轉換器輸出的信號進行差分放大,得到兩路位移信號;以及
對兩路位移信號進行信號調理,將調理過的被采集的信號提供給步驟S1)。
6.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,在所述步驟S2)中采用LMS濾波算法,對采集的信號進行濾波。
7.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,在所述步驟S2中,所述相位差的計算采用DTFT法或者FFT法。
8.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,所述步驟S3采用硬件實現細分。
9.根據權利要求1所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,所述步驟S4中,所述整周期計數方法可采用軟件計數。
10.根據權利要求1-9中任何一項所述用于光柵位移測量系統的位移計算方法,其特征在于,所述非正交正弦位移信號可來自一維、二維、三維或多維測量系統。