刘 佳，李 昆，何小妹，何学军，王爱军

航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京 100095

在几何量测量领域，特别是线位移、角位移的高精度测量与量值传递中，常用光栅尺作为重要的位移传感器和标准器[1]。由于其具有精度高、稳定性好、安装简单等优点，被广泛应用于各类数控机床与测量仪器上，尤其对于高度自动化的数控机床设备和高精度运动控制系统，光栅尺更是必不可少[2-3]。目前，以光栅尺为反馈的数控机床或者坐标测量机的轴线运动系统的几何参数校准还仅是“定点静止”的静态校准，而这些运动试验系统或设备往往都是进行低频往复运动，因此“连续不停顿”的动态校准更贴近实际需求。但通常的光栅数显装置普遍没有同步触发输入功能，即无Sync_In接口，国内的仪器仪表制造厂商在产品研制过程中，由于对设备可计量性要求不高，所研制生产出的光栅数显装置基本没有同步触发输入功能，这就造成了难以开展对轴线运动系统的几何参数动态测试的问题，尤其对于动态校准更是无从下手。文章根据光栅数显装置的常规功能，结合位移传感器静/动态校准过程中的实际要求，提出了一种以CPLD为核心的具有同步触发功能的光栅数显装置设计方案。

1 装置设计原理

以光栅尺为位置反馈的直线运动装置，根据实际运动位移及运动方向状态变化，光栅尺（位置编码器）输出两路正交的TTL方波信号，然后经信号调理电路将位置光栅尺（位置编码器）输出的差分信号进行合成处理[4]，进入CPLD后，进行判相和计数处理。……