專利名稱：一種用于確定平面上絕對零位的光學(xué)玻璃基片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定平面上絕對零位的光學(xué)玻璃基片的制備方法，屬機械加工技術(shù)領(lǐng)域。
在機械、電子制造等領(lǐng)域，確定絕對零位是關(guān)鍵技術(shù)之一。對于普通標尺和刻盤從刻線的規(guī)律來看，它們都是屬于增量式編碼系統(tǒng)，無法自動確定絕對零位。如果在測量過程中一旦遇到停電、停機或中斷運行等意外事故，會使前面得到的結(jié)果全部丟失，需要重新確定零位并重復(fù)以前的測量工作才能繼續(xù)進行下去。為了克服增量式測量器件的上述缺點，本申請人曾于1985年申報過專利，其專利號為85100127，發(fā)明名稱為平面零位光柵，該技術(shù)提供了一種設(shè)置在光學(xué)玻璃基面上的二維零位光柵，其構(gòu)造是以柵線總數(shù)為N×N的一維零位光柵的柵線結(jié)構(gòu)序列{X}為基礎(chǔ)，構(gòu)成N×N的方陣{Y)，再將{Y}方陣中每一個Y值取反值，構(gòu)成N×N方陣{Z}。{Z}方陣就是平面零位光柵的構(gòu)造模式，其中“1”為透光，“0”為不透光。將這一構(gòu)造模式復(fù)制在光學(xué)玻璃基面上，就是一種平面零位光柵。但是上述技術(shù)存在系統(tǒng)信號噪聲比≤2，零位確定精度較低等不足。
本發(fā)明的目的是制備一種用于確定平面絕對零位的光學(xué)玻璃基片，能夠用以精確確定平面內(nèi)兩個互相垂直方向的零位。
本發(fā)明提出的用于確定平面絕對零位的光學(xué)玻璃基片的制備方法，包括下列步驟(1)用隨機函數(shù)產(chǎn)生N×N個隨機數(shù)X，其中0≤X≤1；(2)根據(jù)步驟(1)的隨機數(shù)，一一對應(yīng)地生成一個由數(shù)字0或1組成的序列Y，其中X＜0.5時，Y＝0，X≥0.5時，Y＝1；(3)將序列Y中的N×N個數(shù)順次排列成N行N列由數(shù)字0或1組成的矩陣Z；(4)以矩陣Z為構(gòu)造模式，將矩陣Z復(fù)制在光學(xué)玻璃基面上，使其中“1”為透光，“0”為不透光，透光或不透光單元為正方形，其面積為0.0001平方毫米，即得到用于確定平面絕對零位的光學(xué)玻璃基片。
本發(fā)明設(shè)計的光學(xué)玻璃基片，用于測定絕對零信號時，信號準確，信噪比高，使用價值高，便于生產(chǎn)。本發(fā)明方法適用于機械加工工作臺平面精確定位、電子元器件平面精確插裝定位和彩色套印平面絕對零位的精確確定等。本發(fā)明的特點是直接在待確定絕對平面零位的平面上產(chǎn)生平面絕對零位。有較好的實施前景。
使用本發(fā)明制備的光學(xué)玻璃基片，確定平面絕對零位的過程如下首先將用本發(fā)明方法制備的兩片相同的光學(xué)玻璃基片，其中一片固定于設(shè)備的零位上，另一片固定在相對于零位作平面運動、待確定絕對零位的平面上，并使這兩片光學(xué)玻璃基片相互平行間隔0.01毫米。然后，在用作零位的光學(xué)玻璃基片平面的中垂線，在上面光學(xué)玻璃基片平面的上方、下面光學(xué)玻璃基片平面的下方，分別設(shè)置光電轉(zhuǎn)換器和激光光源。當兩片光學(xué)玻璃基片完全重合時，光電轉(zhuǎn)換器接受最強光，產(chǎn)生峰值電脈沖，此時，說明上方玻璃基片所處的位置為該平面的絕對零位。
若取零位上二塊玻璃基片的透光面積S＝1，則在非零位上的最大透光面積設(shè)為0.18≤S1≤0.22。因為此時二塊光學(xué)玻璃基片透光后的光強既能夠提供足夠的脈沖峰值，精確確定平面絕對零位，又能夠產(chǎn)生適合的次脈沖峰值，便于搜索到零位。
當S1＜0.18時，雖然脈沖峰值很大，定位精確，但是次脈沖峰值偏小，不利于零位的搜索。此時應(yīng)當將上述第(1)步的隨機函數(shù)乘以小于1的系數(shù)，重新制作新的玻璃基片，調(diào)整透光度，以減小脈沖峰值，增加次脈沖峰值，以利于零位的搜索。
當S1＞0.22時，脈沖峰值太小，系統(tǒng)信號/噪聲比不夠高，零位定位不準確。此時應(yīng)當將上述第(1)步中的隨機函數(shù)乘以大于1的系數(shù)，再重新制備玻璃基片，調(diào)整透光度，以便提高系統(tǒng)脈沖峰值，得到足夠的零位定位精度。
權(quán)利要求
1.一種用于確定平面絕對零位的光學(xué)玻璃基片的制備方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(1)用隨機函數(shù)產(chǎn)生N×N個隨機數(shù)X，其中0≤X≤1；(2)根據(jù)步驟(1)的隨機數(shù)，一一對應(yīng)地生成一個由數(shù)字0或1組成的序列Y，其中X＜0.5時，Y＝0，X≥0.5時，Y＝1；(3)將序列Y中的N×N個數(shù)順次排列成N行N列由數(shù)字0或1組成的矩陣Z；(4)以矩陣Z為構(gòu)造模式，將矩陣Z復(fù)制在光學(xué)玻璃基面上，使其中“1”為透光，“0”為不透光，透光或不透光單元為正方形，其面積為0.0001平方毫米，即得到用于確定平面絕對零位的光學(xué)玻璃基片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定平面絕對零位的光學(xué)玻璃基片的制備方法,首先用隨機函數(shù)產(chǎn)生N×N個隨機數(shù)X,然后根據(jù)隨機數(shù),一一對應(yīng)地生成一個由數(shù)字0或1組成的序列Y,將序列Y中的N×N個數(shù)順次排列成N行N列由數(shù)字0或1組成的矩陣Z,以矩陣Z為構(gòu)造模式,將矩陣Z復(fù)制在光學(xué)玻璃基面上,即得到光學(xué)玻璃基片。本發(fā)明的光學(xué)玻璃基片,用于測定絕對零信號時,信號準確,信噪比高,使用價值高,便于生產(chǎn)。
文檔編號G02B5/18GK1336563SQ0114203
公開日2002年2月20日 申請日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
發(fā)明者張伯鵬, 張年松, 張越成, 孟威, 劉大成 申請人:清華大學(xué)