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微型納米E+E位移傳感器干涉信號處理技術
當今超精密加工技術的迅猛發(fā)展促成納米三坐標測量機的誕生，其中的關鍵技術是研制具有納米級分辨率的E+E位移傳感器。基于實驗室所研制的微型納米E+E位移傳感器，研究其干涉信號處理技術，并發(fā)展了DSP處理機系統(tǒng)研究信號計數與細分技術，zui后基于實驗室的納米三坐標測量機，在E+E位移傳感器信號的反饋下，完成機臺的運動控制。

微型納米E+E位移傳感器干涉信號處理技術
實驗室研發(fā)了兩款微型納米E+E位移傳感器，分別是利用Michelson干涉原理的偏振邁克遜干涉儀（PMI, Polarizing Michelson Interferometer）和利用光柵衍射原理的線性光柵干涉儀（LDGI, Linear Diffraction Grating Interferometer）。對于偏振邁克遜干涉儀，經過一系列的光路變換，從測量鏡和參考鏡返回的兩束光產生干涉；對于線性衍射光柵干涉儀，利用多普勒相移原理，光柵衍射的1級衍射光產生干涉。兩款干涉儀實現原理雖有差別，但zui終都產生四路干涉信號，相位分別是0度，90度，180度，270度。微型納米E+E位移傳感器通過光電池感測干涉光強信號，將其轉換成電流信號。 研究微型納米E+E位移傳感器的信號處理技術，首先分析傳感器信號中的誤差成分，提出相應的修正方案，在運用運算放大器和模擬乘法器等器件的基礎上，設計相應電路板，實現干涉信號的處理。在DSP微處理機系統(tǒng)上，將處理后的正交信號分別送入比較計數模塊和ADC模塊，其中比較計數模塊中核心器件雙向可逆正交脈沖計數器實現脈沖計數，ADC模塊實現相位細分，zui終由DSP計算系統(tǒng)總位移。編寫了高效位移測量軟件，在兩個不同平臺下，分別測量兩款納米E+E位移傳感器的輸出信號，與實驗室之前已經驗證過的PC程序進行對比，殘差小于±4.8nm。zui后基于DSP處理機系統(tǒng)發(fā)展了運動控制的硬件電路部分，并在分析BP神經網絡和PID控制器的基礎上，綜合得出神經網絡的信號傳播方程、狀態(tài)更新方程和增量式PID控制器方程，并在此基礎上編程實現機臺運動控制核心。USB作為上位機與DSP處理機系統(tǒng)之間的通訊橋梁，擔任指令傳遞的作用。

微型納米E+E位移傳感器干涉信號處理技術
zui終通過不斷試驗改進，實現了基于USB傳輸的機臺運動控制，各模式下的控制誤差在理想范圍，甚至超過基于PC軟件的機臺控制軟件的效果。具有一定的研究價值與實際應用價值。