本发明涉及精密测量传感器，特别涉及一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器。
背景技术：
1、高精度和大量程的直线位移传感器在精密设备中广泛应用，例如精密机床、军用武器、汽车、医疗和高精度工作台等领域，是这些设备的关键功能单元。采用绝对式传感器可以实现绝对位移测量，有效解决了掉电丢失位置数据的问题，避免了累积误差的产生，并且可以实现全闭环控制和反馈，减小温度等外界因素的干扰，提高传感器的测量精度，其应用范围更广。
2、目前栅式位移传感器实现绝对式测量主要是采用差极或互质的方法来实现，虽然实现了绝对测量，但也有以下弊端：
3、(1)采用差极或互质实现绝对定位时，需设置两列传感器，增大了传感器的体积，不利于小型化；
4、(2)采用差极实现绝对定位时，难以实现精准定位，其主要原因是因为定位误差其中l为传感器长度，n和n-1分别为两列传感器的周期数，当量程增大时，所需的周期数越多，对定位误差要求越高，越难以实现；
5、(3)采用差极或互质实现绝对定位时，两列传感器直线存在相互串扰，因此不利于高精度的大量程测量。
技术实现思路
1、针对现有技术中栅式位移传感器定位精度和测量精度较低的问题，本发明提出一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器。
2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，包括激励模块、传感器本体、信号处理电路和fpga。
4、激励模块，用于产生电压并输入到传感器本体；
5、传感器本体，用于进行光场测量产生编码信号，以及进行电场测量产生位移信号；
6、信号处理电路，用于对编码信号和位移信号进行放大和滤波处理；
7、fpga，用于根据处理后的编码信号和位移信号分别得到粗测位移值和精测位移值，再根据粗测位移值和精测位移值输出绝对位移值。
8、优选地，所述激励模块产生的电压为4路，包括a1相、b1相、c1相和d1相，且每路电压的相位相差90°。
9、优选地，所述传感器本体包括定尺和动尺，定尺和动尺平行正对安装，间距为d。
10、优选地，所述定尺包括第一基体1、q个激励极片1-1、绝缘层1-2和m个编码1-3；
11、其中，第一基体1的上表面均匀设置q个激励极片1-1，相邻两个激励极片的平行距离为w1；在q个激励极片1-1上覆盖有绝缘层1-2；在绝缘层1-2上刻画有m个编码1-3。
12、优选地，将第4k+1个激励极片分别通过第一根激励信号连接线连成第一组，通入a1相激励ua；将第4k+2个激励极片分别通过第二根激励信号连接线连成第二组，通入b1相激励ub；将第4k+3个激励极片分别通过第三根激励信号连接线连成第三组，通入c1相激励uc；将第4k+4个激励极片分别通过第四根激励信号连接线连成第四组，通入d1相激励ud；k依次取0至的整数。
13、优选地，所述编码1-3的划分包括：
14、将定尺上每四个激励极片设置为一个周期w，将一个周期w等分为n段，每一段为一位编码，进行n位自然二进制编码，即以w/n周期进行编码。
15、优选地，所述动尺包括第二基体2、ccd图像传感器2-1、p个动尺极片2-2和光源2-3；
16、其中，第二基体2的下表面水平设置有p个动尺极片2-2，相邻两个动尺极片的平行距离为2w1；ccd图像传感器2-1安装在第二基体2的任一长边，且ccd图像传感器2的中心线与p个动尺极片2-2的中心线对齐；在ccd图像传感器2-1两侧分别放置光源2-3。
17、优选地，所述动尺极片2-2的大小相同，形状为双正弦形。
18、优选地，所述绝对位移值x的计算公式为：
19、x＝nw+x (1)
20、公式(1)中，x表示绝对位移值；n表示周期数；w表示定尺上激励极片的周期宽度；nw表示粗测位移值；x表示精测位移值。
21、综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
22、本申请通过一种电场和光场复合测量的方式，实现栅式位移传感器的绝对式测量，且不需要采用双列式的结构即可实现绝对定位，通过ccd图像传感器采集编码图像后，通过编码识别、解码等操作后得到粗测值，并且编码解码简单；电场式栅式位移传感器的位移数据作为精测值，两者相结合即可实现时栅的绝对式测量。
23、其具体具有以下优势：
24、1.采用电场和光场复合测量，精测采用电场式栅式位移传感器，通过相位测量得到精测值；粗测采用光学编码识别周期数，并且编码简单。所以本发明在保证高精度绝对式测量的同时，还能实现大量程测量。
25、2.采用光学编码和电场式栅式位移传感器上下复合的结构，减少了一列传感器，减小了传感器的体积，有利于实现传感器的小型化。
26、3.解决了大量程绝对式栅式位移传感器随着量程的逐渐增加，对定位误差要求越来越高，越难以实现精准定位的问题，能够实现更大量程的绝对式测量。
1.一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，包括激励模块、传感器本体、信号处理电路和fpga。
2.如权利要求1所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述激励模块产生的电压为4路，包括a1相、b1相、c1相和d1相，且每路电压的相位相差90°。
3.如权利要求1所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述传感器本体包括定尺和动尺，定尺和动尺平行正对安装，间距为d。
4.如权利要求3所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述定尺包括第一基体(1)、q个激励极片(1-1)、绝缘层(1-2)和m个编码(1-3)；
5.如权利要求4所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，将第4k+1个激励极片分别通过第一根激励信号连接线连成第一组，通入a1相激励ua；将第4k+2个激励极片分别通过第二根激励信号连接线连成第二组，通入b1相激励ub；将第4k+3个激励极片分别通过第三根激励信号连接线连成第三组，通入c1相激励uc；将第4k+4个激励极片分别通过第四根激励信号连接线连成第四组，通入d1相激励ud；k依次取0至的整数。
6.如权利要求4所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述编码(1-3)的划分包括：
7.如权利要求3所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述动尺包括第二基体(2)、ccd图像传感器(2-1)、p个动尺极片(2-2)和光源(2-3)；
8.如权利要求7所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述动尺极片(2-2)的大小相同，形状为双正弦形。
9.如权利要求1所述的一种电场和光场复合测量的绝对式位移传感器，其特征在于，所述绝对位移值x的计算公式为：
