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英國RENISHAW雷尼紹光柵尺

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產(chǎn)品型號(hào)RGH22Y30D61A

品       牌RENISHAW/英國雷尼紹

廠商性質(zhì)經(jīng)銷商

所  在  地東莞市

更新時(shí)間:2023-06-09 10:35:25瀏覽次數(shù):609次

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光柵檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭,它由光源、會(huì)聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多,根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用場(chǎng)合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭)。英國RENISHAW雷尼紹光柵尺

英國RENISHAW雷尼紹光柵尺

工作原理

莫爾條紋

以透射光柵為例,當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個(gè)小角度θ,并且兩個(gè)光柵尺刻面相對(duì)平行放置時(shí),在光源的照射下,位于幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋" (圖2所示)。嚴(yán)格地說,莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度,以W表示。

W=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。

莫爾條紋具有以下特征:

(1)莫爾條紋的變化規(guī)律

兩片光柵相對(duì)移過一個(gè)柵距,莫爾條紋移過一個(gè)條紋距離。由于光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù),變化周期數(shù)與光柵相對(duì)位移的柵距數(shù)同步。

(2)放大作用

在兩光柵柵線夾角較小的情況下,莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中,θ的單位為rad,W的單位為mm。由于傾角很小,sinθ很小,則

W=ω /θ

若ω =0.01mm,θ=0.01rad,則上式可得W=1,即光柵放大了100倍。

(3)均化誤差作用

莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成,例如每毫米100線的光柵,10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋,這樣?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了,消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。

檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理

電子細(xì)分與判向法

光柵測(cè)量位移的實(shí)質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對(duì)位稱量進(jìn)行測(cè)量。高分辨率的光柵尺一般造價(jià)較貴,且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率,需要對(duì)莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分,光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時(shí),在與光柵刻線大致垂直的方向上就會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋,隨著光柵的移動(dòng),莫爾條紋也隨之上下移動(dòng)。這樣就把對(duì)光柵柵距的測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)莫爾條紋個(gè)數(shù)的測(cè)量。

在一個(gè)莫爾條紋寬度內(nèi),按照一定間隔放置4個(gè)光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。例如,柵線為50線對(duì)/mm的光柵尺,其光柵柵距為0.02mm,若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計(jì)數(shù)脈沖,這在工業(yè)普通測(cè)控中已達(dá)到了很高精度。由于位移是一個(gè)矢量,即要檢測(cè)其大小,又要檢測(cè)其方向,因此至少需要兩路相位不同的光電信號(hào)。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波,通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的差分放大器。由4個(gè)光敏器件獲得的4路光電信號(hào)分別送到2只差分放大器輸入端,從差分放大器輸出的兩路信號(hào)其相位差為π/2,為得到判向和計(jì)數(shù)脈沖,需對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行整形,首先把它們整形為占空比為1:1的方波。然后,通過對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較,就可以得到光柵尺的移動(dòng)方向。通過對(duì)方波脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),可以得到光柵尺的位移和速度  。

英國RENISHAW雷尼紹光柵尺

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