研究目的
提出一种基于亚像素级变化原理的小型高精度角位移测量技术，旨在相比传统方法实现更小型化、更高精度和分辨率的测量。
研究成果
所提出的小型图像式角位移测量装置实现了20位分辨率和20.400精度，性能优于同尺寸的传统设备。其具有低光栅密度和微型化特点，为未来高精度、小尺寸测量设备的研究奠定了基础。
研究不足
该技术专为静态测量设计，因此忽略了快速轴旋转导致的采集误差。光栅盘偏心可能引起显著误差，尤其是当盘半径较小时。该方法在动态或高速应用中可能存在局限性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用无透镜近场成像技术进行角位移测量，运用亚像素变化原理进行编码与计算，并设计原型设备进行测试。
2：样本选择与数据来源：
使用直径38毫米的光栅码盘，编码包含基准轨、辅助轨和校正轨。通过图像探测器采集数据。
3：实验设备与材料清单：
包括图像探测器、码盘、光源、法兰、轴及图像处理电路。图像探测器有效成像区域为1280×1024像素，其中码道检测区域为640×1像素。
4：实验流程与操作步骤：
平行光照射码盘，图像探测器无透镜成像。通过质心算法计算亚像素级角位移，结合数据合成与校正算法确定绝对角位置。
5：数据分析方法：
依据推导公式（如论文中公式1-25）计算角位移。误差分析涵盖采集误差、细分计算误差及码盘偏心等因素。通过与高精度角度基准对比测试评估精度与分辨率。
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image detector
Captures images of the grating disk for angular displacement measurement without a lens, using near-field imaging.
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grating code disk
Encoded with datum, auxiliary, and correcting tracks using a varying principle to enable absolute angular position measurement.
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light source
Provides parallel light to illuminate the disk, preventing fuzzy edges from light diffraction.
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axis
Rotates the grating disk for angular displacement measurement.
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flange
Part of the measurement device setup, likely for mounting or structural support.
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image processing circuit
Processes the images captured by the image detector to calculate angular displacement using algorithms.
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