德國(guó)HEIDENHAIN海德漢光柵尺工作原理
以下是簡(jiǎn)單介紹德國(guó)海德漢光柵尺工作原理與在使用中應(yīng)該注意事項(xiàng),，如果您有興趣了解請(qǐng)
德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺工作原理：常見(jiàn)光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進(jìn)行工作的,。當(dāng)使指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一角度來(lái)放置兩光柵尺時(shí)，必然會(huì)造成兩光柵尺上的線紋互相交叉,。在光源的照射下,，交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積zui小,，擋光效應(yīng)zui弱,，光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶,。相反,，距交叉點(diǎn)較遠(yuǎn)的區(qū)域,，因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來(lái)越少，不透明區(qū)域面積逐漸變大,，即遮光面積逐漸變大，使得擋光效應(yīng)變強(qiáng),，只有較少的光線能通過(guò)這個(gè)區(qū)域透過(guò)光柵,，使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)暗帶，從而便形成了我們所見(jiàn)到的摩爾條紋,。
德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺的莫爾條紋：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” （右圖所示）。嚴(yán)格地說(shuō),，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,。  莫爾條紋
W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ ,?！?　　莫爾條紋具有以下特征： 　?。?）莫爾條紋的變化規(guī)律 　　兩片光柵相對(duì)移過(guò)一個(gè)柵距，莫爾條紋移過(guò)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,。 　?。?）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,。  莫爾條紋計(jì)算
（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,。
德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理
　　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,，目前（2006年）光柵尺位移傳感器系統(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(guò)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(guò)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,。
德國(guó)HEIDENHAIN海德漢光柵尺工作原理
德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器（簡(jiǎn)稱光柵尺）,，是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置,。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于機(jī)床與現(xiàn)在加工中心以及測(cè)量?jī)x器等方面,，可用作直線位移或者角位移的檢測(cè),。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測(cè)范圍大,，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn),。例如,，在數(shù)控機(jī)床中常用于對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)觀察和跟蹤走刀誤差,，以起到一個(gè)補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動(dòng)誤差的作用,。德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺注意事項(xiàng)
　　（1）德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行,。
　　（2）盡可能外加保護(hù)罩,，并及時(shí)清理濺落在尺上的切屑和油液,，嚴(yán)格防止任何異物進(jìn)入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。
　?。?）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng),。
　　（4）為延長(zhǎng)防塵密封條的壽命,，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油,，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上,。
　　（5）為保證光柵尺位移傳感器使用的可靠性,，可每隔一定時(shí)間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面,，保持玻璃光柵尺面清潔。
　?。?）德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)及摔打,，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂,，光柵尺傳感器即失效了,。
　?。?） 不要自行拆開(kāi)光柵尺位移傳感器,，更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對(duì)間距,，否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的精度,；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對(duì)摩擦,，損壞鉻層也就損壞了柵線,，以而造成光柵尺報(bào)廢,。
　?。?） 應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面,，以免破壞光柵尺線條紋分布,，引起測(cè)量誤差,。
　?。?） 德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作,，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面,，破壞光柵尺質(zhì)量,。
德國(guó)HEIDENHAIN海德漢光柵尺工作原理