文献综述
1、背景：
滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。[1]由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是数控机床进给系统的主要传动部件，承担机床的切削进给，它的动态性能直接影响整机的 运行状态和精度。[2]在高速滚珠丝杆副传动中，由于接 触区域 丝杠和螺母与钢珠 摩擦产生大量的热，这些热量又无法及时散发，会使滚珠丝杠的温度升高，导致 丝杠产生热延伸，使每个 2pi; 的节距不一致，降低了热补的效果 改变了工件和刀具相对原点的位置，影响了机床的加工精度和工件品质一致性。因此研究滚珠丝杠的温升和热变形，采取措施控制温升，对提高机床的 精度有着重要意义。[3]
温度和热误差检测技术是热误差补偿技术的基础，通过检测深入了解和分析机床热误差及其误差源，掌握热误差的的性质、产生规律和对加工精度的影响，准确地测量机床的温度和热误差是进行热误差建模和补偿的先决条件。[5]
温度和热误差检测系统为整个热误差补偿技术提供数据基础，因此系统的检测精度和自动化程度显得尤为重要。温度与热误差检测系统必须满足如下要求:
（1）能同时采集温度、热位移量，且采样通道多；（2）精度高，实时性强，检测速度快； （3）使用方便灵活，功能丰富。[4]
基于上述要求，一个高精度的数字位移传感器就成为了热误差检测系统中最重要的组成部分。目前使用最广泛的高精度位移传感器主要是激光位移传感器和电涡流位移传感器。
激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它主要是由激光器、激光检测器、测量电路等部分组成。激光传感器是新型测量仪表。[7]能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。由于其具有结构小巧、测量速度快、精度高、测量光斑小、抗干扰能力强和非接触式测量的特点、广泛应用于微位移测量领域。电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体) 与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
目前，市场上使用最多的激光位移传感器是CMOS和CCD激光位移传感器[13]，他们的优点是体积小，能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等；缺点是价格相对较高，且维护费用较高。与激光位移传感器相比，电涡流位移传感器的优点是测量范围大，灵敏度高，不受油污等介质的影响，结构简单，安装方便等。缺点是对被测材料敏感性强。如果被测对象的材料不 同，定频、调幅式、变频调幅式传感器的灵敏度和线性范围都要改变，必须重新矫校正。本课题主要研究的是基于激光位移传感器的测量手段。
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