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海德漢HEIDENHAIN直線光柵尺
最近更新時(shí)間：2016-11-25
提 供 商：上海茂碩機(jī)械設(shè)備有限公司資料大?。?/span>3.9MB
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增量測量法
增量測量法的光柵由周期性刻線組成。位置信息通過計(jì)算自某點(diǎn)開始的增量數(shù)（測量步距數(shù)）獲得。由于必須用參考點(diǎn)確定位置值，因此在光柵尺或光柵尺帶上還刻有一個(gè)帶參考點(diǎn)的軌道。參考點(diǎn)確定的光柵尺位置值可以到一個(gè)測量步距。因此，必須通過掃描參考點(diǎn)建立基準(zhǔn)點(diǎn)或確定上次選擇的原點(diǎn)。zui差情況時(shí)，機(jī)床需要移動(dòng)測量范圍內(nèi)的較大部分。為加快和簡化“參考點(diǎn)回零”操作，許多海德漢光柵尺刻有距離編碼參考點(diǎn)，這些參考點(diǎn)彼此相距數(shù)學(xué)算法確定的距離。移過兩個(gè)相鄰參考點(diǎn)后（一般只需運(yùn)動(dòng)數(shù)毫米）（見表），后續(xù)電子電纜就能找到參考點(diǎn)位置。凡是距離編碼參考點(diǎn)編碼器在型號(hào)后均帶有字母“C”（例如LS 487 C）。距離編碼參考點(diǎn)的參考點(diǎn)
位置用兩個(gè)參考點(diǎn)間信號(hào)周期數(shù)和以下公式計(jì)算
光電掃描
大多數(shù)海德漢公司光柵尺或編碼器都用光電掃描原理。對測量基準(zhǔn)的光電掃描為非接觸掃描，因此無磨損。這種光電掃描方法能檢測到非常細(xì)的線條，通常不超過幾微米寬，而且能生成信號(hào)周期很小的輸出信號(hào)。測量基準(zhǔn)的柵距越小，光電掃描的衍射現(xiàn)象越嚴(yán)重。海德漢公司的直線光柵尺采用兩種掃描原理：成像掃描原理用于20 μm至大約40 μm的柵距。干涉掃描原理用于更小柵距光柵，，例如， 8 μm。
所有海德漢公司的直線光柵尺在發(fā)貨前全部進(jìn)行定位精度和功能檢驗(yàn)。雙方向運(yùn)動(dòng)測量位置誤差并在檢定記錄圖中提供平均值曲線。檢驗(yàn)合格證用于證明每個(gè)光柵尺或編碼器符合系統(tǒng)精度要求。檢定標(biāo)準(zhǔn)符合國家或*標(biāo)準(zhǔn)求，能確保滿足EN ISO 9001的可追溯性要求。本樣本中的LC，LF和LS系列直線光柵尺的檢定記錄圖還提供測量長度范圍的位置誤差。也提供測量參數(shù)和檢定測量的不確定性數(shù)據(jù)。溫度范圍檢定直線光柵尺時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20 °C。檢定記錄圖中的系統(tǒng)精度僅對該溫度有效。工作溫度范圍是指直線光柵尺能夠正常工作的環(huán)境溫度范圍。而-20°C
至+70°C的存放溫度范圍適用于該產(chǎn)品在包裝狀態(tài)下。如果測量長度為3 240 mm以上，LC 1x5系列直線光柵尺允許的存放溫度需限制在–10 °C至+50 °C以內(nèi)。
成像掃描原理
簡單的說，成像掃描原理是采用透射光生成信號(hào)：兩個(gè)具有相同或相近柵距的光柵尺光柵和掃描掩模彼此相對運(yùn)動(dòng)。掃描掩膜的基體是透明的，而作為測量基準(zhǔn)的光柵尺可以是透明的也可以是反射的。當(dāng)平行光穿過一個(gè)光柵時(shí)，在一定距離處形成明/暗區(qū)，掃描掩膜就在這個(gè)位置處。當(dāng)兩個(gè)光柵相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過光柵尺的光得到調(diào)制。如果狹縫對齊，則光線穿過。如果一個(gè)光柵的刻線與另一個(gè)光柵的狹縫對齊，光線無法通過。光電池組將這些光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。特殊結(jié)構(gòu)的掃描掩膜將光強(qiáng)調(diào)制為近正弦輸出信號(hào)。柵距越小，掃描掩膜和光柵尺間的間距越小，公差越嚴(yán)。
LC、LS和LB直線光柵尺采用成像掃描原理。
干涉掃描原理
干涉掃描原理是利用精細(xì)光柵的衍射和干涉形成位移的測量信號(hào)。階梯狀光柵用作測量基準(zhǔn)：高度0.2 μm的反光線刻在平反光面中。光柵尺前方是掃描掩膜，其柵距與光柵尺柵距相同，是透射相位光柵。光波照射到掃描掩膜時(shí)，光波被衍射為三束光強(qiáng)近似的光：-1、0和+1。光柵尺衍射的光波中，反射的衍射光的光強(qiáng)zui強(qiáng)光束為+1和-1。這兩束光在掃描掩膜的相位光柵處再次相遇，又一次被衍射和干涉。它也形成三束光，并以不同的角度離開掃描掩膜。光電池將這些交變的光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。
信號(hào)處理電路質(zhì)量
掃描光柵導(dǎo)軌與光柵尺間誤差其中必須區(qū)分兩種不同精度，一個(gè)是大行程上的（例如全量程）的位置測量誤差，另一個(gè)是單信號(hào)周期內(nèi)的位置測量誤差。整個(gè)測量范圍的位置誤差封閉式直線光柵尺精度等級(jí)的定義是：在任意1 m長的測量范圍內(nèi)，測量曲線上的極限值±F不超過精度等級(jí)±a。它是zui終檢測中確定的并標(biāo)注在檢定記錄圖中。對封閉式直線光柵尺，這些值適用于整個(gè)光柵尺系統(tǒng)，包括掃描單元。因此，它是系統(tǒng)精度。單信號(hào)周期內(nèi)位置誤差單信號(hào)周期內(nèi)的位置誤差取決于光柵尺的信號(hào)周期、光柵質(zhì)量和掃描質(zhì)量。在任何測量位置該誤差通常在信號(hào)周期的± 2 %至± 0.5 %范圍內(nèi)（見表）。信號(hào)周期越小，單信號(hào)周期內(nèi)的位置誤差也越小。這對定位運(yùn)動(dòng)精度和慢速運(yùn)動(dòng)以及軸運(yùn)動(dòng)期間的速度控制非常重要因此它決定被加工件表面質(zhì)量和質(zhì)量。