基于平面磁场的双列结构绝对式时栅传感器研究*

陈自然，卜 敬，赵有祥，黎 锡，冯曦颉

(重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心；时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室，重庆400054)

工业不断发展，以高端数控机床、机器人、国防军工特殊需求为代表的精密高端装备对位移传感器能够实现高精度和高分辨力的绝对式位移测量提出了迫切要求[1－5]。在西方发达国家，采用绝对式光栅作为位置检测部件的高端数控机床占有80%。而国内工业基础薄弱、光栅技术研究起步较晚，技术水平与西方发达国家差距较大，绝对式光栅产品基本依赖进口，而对于高精度绝对式光栅，西方发达国家则作为战略物资对华禁售。因此，开展绝对式位移传感技术研究，研制出具有国际同类产品水平的绝对式位移传感器具有重要的研究意义和社会价值。

绝对式光栅传感器发展的技术难点在于复杂的绝对式编码和近乎苛刻的加工工艺[6]。绝对式编码大致可分为多码道编码和单码道编码两种方式[7－8]。由于多码道编码导致光栅结构复杂，刻划工艺较高，产品安装调试困难，可靠性不高等一系列弊端。单码道编码利用密码学技术在单码道上进行最优编码，减小编码冗余，使得不同的位置具有唯一确定的编码，并结合半导体集成电路技术和图像处理技术，采用集成图像传感器进行译码[9]。该项技术得益于集成电路和半导体技术的迅猛发展，我国很难在短期内有所突破。绝对式光栅在编码的同时还要考虑信号稳定性以及编码的光刻工艺复杂性[10]。……