海德漢HEIDENHAIN長(zhǎng)度計(jì)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)

海德漢HEIDENHAIN長(zhǎng)度計(jì)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)
海德漢公司的長(zhǎng)度計(jì)具有量程大、精度高、精度穩(wěn)定的特點(diǎn)。其技術(shù)基礎(chǔ)是光電掃描。海德漢公司的長(zhǎng)度計(jì)采用實(shí)物測(cè)量基準(zhǔn)，即玻璃或玻璃陶瓷基體的式或增量式光柵尺。這些測(cè)量基準(zhǔn)支持大測(cè)量范圍，對(duì)振動(dòng)和沖擊不敏感，并具有確定的溫度特性。測(cè)量基準(zhǔn)的精度不受大氣壓力和相對(duì)濕度變化的影響－這是海德漢公司的長(zhǎng)度計(jì)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的先決條件。這種方法除了能刻制柵距非常小的光柵外，而且刻制的光柵線條邊緣清晰、均勻。再加上光電掃描法，這些邊緣清晰的刻線是輸出高質(zhì)量信號(hào)的關(guān)鍵。母版光柵采用海德漢公司定制的精密刻線機(jī)制造。增量測(cè)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(cè)量步距數(shù)）獲得。由于必須用參考點(diǎn)確定位置值，因此光柵尺上還刻有一個(gè)參考點(diǎn)軌。參考點(diǎn)確定的光柵尺位置值可以精確到一個(gè)信號(hào)周期。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)。測(cè)量法是指編碼器通電時(shí)就可立即得到位置值并隨時(shí)供后續(xù)信號(hào)處理電子電路讀取。無(wú)需移動(dòng)軸執(zhí)行參考點(diǎn)回零操作。位置信息來(lái)自光柵碼盤，它由一系列碼組成。

單獨(dú)的增量刻軌信號(hào)用于細(xì)分處理后得到位置值，同時(shí)也能生成供選用的增量信號(hào)（與接口類型有關(guān)）。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(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的光電掃描為非接觸掃描，因此無(wú)磨損。這種光電掃描方法能檢測(cè)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(cè)量基準(zhǔn)的柵距越小，光電掃描的衍射現(xiàn)象越嚴(yán)重。海德漢直線光柵尺采用兩種掃描方法.簡(jiǎn)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膜彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。掃描掩膜的基體是透明的，而作為測(cè)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)。掃描光柵就位于該位置。當(dāng)兩個(gè)光柵相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過光柵尺的光得到調(diào)制：如果狹縫對(duì)齊，光線通過。如果一個(gè)光柵的刻線與另一個(gè)光柵的狹縫對(duì)齊，光線無(wú)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)。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(cè)量信號(hào)。階梯狀光柵用作測(cè)量基準(zhǔn)：高度0.2μm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。海德漢HEIDENHAIN長(zhǎng)度計(jì)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)

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)。掃描掩膜與光柵尺的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使*級(jí)的衍射光產(chǎn)生相位移：當(dāng)光柵移過一個(gè)柵距時(shí)，前一級(jí)的+1衍射光在正方向上移過一個(gè)光波波長(zhǎng)，-1衍射光在負(fù)方向上移過一個(gè)光波波長(zhǎng)。由于這兩個(gè)光波在離開掃描光柵時(shí)將發(fā)生干涉，光波將彼此相對(duì)移動(dòng)兩個(gè)光波波長(zhǎng)。也就是說，相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距可以得到兩個(gè)信號(hào)周期。例如，干涉光柵尺的柵距一般為8 μm、4 μm甚至更小。其掃描信號(hào)基本沒有高次諧波，能進(jìn)行高倍頻細(xì)分。因此，這些光柵尺特別適用于高分辨率和高精度應(yīng)用。MT 1200和MT 2500系列的海德漢CERTO和海德漢METRO長(zhǎng)度計(jì)采用干涉掃描原理。除系統(tǒng)精度外的其它因素也影響可獲得的整體測(cè)量精度。特別是包括測(cè)量期間的環(huán)境溫度和溫度波動(dòng)以及測(cè)量設(shè)備的穩(wěn)固性和垂直度。測(cè)量環(huán)中的所有部件，例如支撐被測(cè)對(duì)象的底座、帶支架的測(cè)量座以及長(zhǎng)度計(jì)本身，影響測(cè)量結(jié)果。測(cè)量系統(tǒng)由于機(jī)械或溫度變化而產(chǎn)生的膨脹或變形直接帶來(lái)誤差。機(jī)械結(jié)構(gòu)必須保證測(cè)量裝置的穩(wěn)定。必須避免測(cè)量環(huán)內(nèi)有長(zhǎng)懸臂。

海德漢公司提供穩(wěn)定的測(cè)量座輔件。測(cè)量所導(dǎo)致的作用力不應(yīng)使測(cè)量環(huán)產(chǎn)生任何可測(cè)的變形。 海德漢公司的長(zhǎng)度計(jì)的測(cè)量力小，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)幾乎沒有影響。垂直安裝必須將長(zhǎng)度計(jì)安裝在其測(cè)量桿與被測(cè)對(duì)象或支撐被測(cè)對(duì)象的表面精確垂直的位置。如果偏離垂直位置將造成測(cè)量誤差。海德漢公司帶8 mm裝夾桿的測(cè)量座的輔件可以保證安裝的垂直性。帶二維安裝面的長(zhǎng)度計(jì)需進(jìn)行方向調(diào)整，使之與垂直于測(cè)量臺(tái)的安裝面（Y）平行。借助于量塊或平行平尺，可以快速、可靠地調(diào)整。在（X）方向與測(cè)量工作臺(tái)的垂直性由測(cè)量座保證。熱特性測(cè)量過程中的溫度變化將導(dǎo)致長(zhǎng)度變化或測(cè)量裝置變形。溫度每升高5K，200 mm長(zhǎng)的鋼棒膨脹約10 μm。如果偏離基準(zhǔn)溫度的溫差是均勻的，通過調(diào)整測(cè)量工作臺(tái)或模板的原點(diǎn)可基本補(bǔ)償；只有光柵尺和被測(cè)對(duì)象的膨脹才會(huì)帶到測(cè)量結(jié)果中。 測(cè)量過程中的溫度變化無(wú)法用數(shù)學(xué)方法確定。海德漢選用低膨脹系數(shù)的特殊材料制造關(guān)鍵零件，例如海德漢CERTO系列長(zhǎng)度計(jì)的測(cè)量座。這樣使海德漢CERTO系列長(zhǎng)度計(jì)能在19°C至21°C的環(huán)境溫度和溫度變化±0.1 K的測(cè)量過程中確保高精度。為保證測(cè)量的zui高精度，*次測(cè)量前需先開機(jī)預(yù)熱長(zhǎng)度計(jì)約15分鐘。

ECN113、ECN223F、ECN125、ECN223M、ECN413、ECN225、ECN425、ECN227F、ECN1113、ECN227M、ECN1123、RCN223F、ECN1313、RCN223M、ECN1325、RCN227F、EQN425、RCN227M、EQN437、RCN727F、EQN1125、RCN727M、EQN1135、RCN827F、EQN1325、RCN827M、EQN1337、RCN226、ERN120、RCN228、ERN130、RCN729、ERN180、RCN829、ERN420、RCN220、ERN430、ROD220、ERN460、ROD270、ERN480、ROD280、ERN1020、ROD780、ERN1030、ROD880、ERN1070、RON225、ERN1080、RON275、ERN1085、RON287、ERN1120、RON785、ERN1180、RON786、ERN1185、RON886、ERN1321、RON905、ERN1326、RPN886、ERN1381