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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(guò)對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較，就可以等到光柵尺的移動(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。

特點(diǎn)

1、 xian進(jìn)可靠的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，采用可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)異的重復(fù)定位性和高等級(jí)測(cè)量精度。

2、傳感器采用密封式結(jié)構(gòu)，性能可靠，安裝方便。

3、采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠防水，防塵優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。 4、具體高水平的抗干擾能力，穩(wěn)定可靠。

5、光源采用紅外發(fā)光二極管，體積小壽命長(zhǎng)。

6、采用*的光柵制作技術(shù)，能制作各規(guī)格的高精度光柵玻璃尺(長(zhǎng)可做到3000mm)。

heidenhain海德漢光柵尺LIDA403精度0.01 µm

LIDA 473，LIDA 483

帶限位開(kāi)關(guān)的增量式直線光柵尺

• 測(cè)量步距1 µm至0.01 µm

• 玻璃或玻璃陶瓷測(cè)量基準(zhǔn)

• 玻璃光柵尺，背膠固定

• 由光柵尺和讀數(shù)頭組成

高速運(yùn)動(dòng)和大測(cè)量長(zhǎng)度

LIDA敞開(kāi)式直線光柵尺特別適合運(yùn)動(dòng)速度達(dá)10 m/s的高速運(yùn)動(dòng)應(yīng)用，支持多種安裝方式，安裝特別簡(jiǎn)單。根據(jù)相應(yīng)應(yīng)用要求，METALLUR光柵的基體可為鋼帶，玻璃或玻璃陶瓷。也有限位開(kāi)關(guān)。

線性比例尺	LIDA 403
測(cè)量標(biāo)準(zhǔn) 線膨脹系數(shù)*	玻璃陶瓷或玻璃上的金屬薄膜光柵；光柵周期20微米 αtherm？8·10–6 K–1（玻璃） αtherm=（0±0.5）·10–6 K–1（Robax玻璃陶瓷）
精度等級(jí)*	±1微米（僅適用于Robax玻璃陶瓷），±3微米，±5微米
基線誤差	≤±0.275微米/10毫米
測(cè)量長(zhǎng)度ml*in mm	240 340 440 640 840 1040 1240 1440 1640 1840 2040 2240 2440 2640, 2840, 3040 (ROBAX glass ceramic with up to ML 1640)
參考標(biāo)記*	Lida 4x3：測(cè)量長(zhǎng)度中點(diǎn)處一個(gè)；Lida 4x3 C：距離編碼
質(zhì)量	3 g + 0.1 g/mm 測(cè)量長(zhǎng)度

掃描頭	LIDA 48	LIDA 47
界面	1 VPP	? TTL
積分插值* 信號(hào)周期	– 20 µm	5-fold 4 µm	10-fold 2 µm	50-fold 0.4 µm	100-fold 0.2 µm
截止頻率–3 dB	≥ 400 kHz	–
掃描頻率*	–	≤ 400 kHz ≤ 200 kHz ≤ 100 kHz ≤ 50 kHz	≤ 200 kHz ≤ 100 kHz ≤ 50 kHz ≤ 25 kHz	≤ 50 kHz ≤ 25 kHz ≤ 12.5 kHz	≤ 25 kHz ≤ 12.5 kHz ≤ 6.25 kHz
邊緣分離A1）	–	≥ 0.100 µs ≥ 0.220 µs ≥ 0.465 µs ≥ 0.950 µs	≥ 0.100 µs ≥ 0.220 µs ≥ 0.465 µs ≥ 0.950 µs	≥ 0.080 µs ≥ 0.175 µs ≥ 0.370 µs	≥ 0.080 µs ≥ 0.175 µs ≥ 0.370 µs
橫移速度1）	≤ 480 m/min	≤ 480 m/min ≤ 240 m/min ≤ 120 m/min ≤ 60 m/min	≤ 240 m/min ≤ 120 m/min ≤ 60 m/min ≤ 30 m/min	≤ 60 m/min ≤ 30 m/min ≤ 15 m/min	≤ 30 m/min ≤ 15 m/min ≤ 7.5 m/min
插值誤差	±45 nm	–
限位開(kāi)關(guān)	帶有兩個(gè)不同磁鐵的L1/L2；輸出信號(hào)：TTL（不帶線路驅(qū)動(dòng)器）
電氣連接	電纜，0.5 m、1 m或3 m，帶15針D-Sub連接器（公）
電纜長(zhǎng)度	見(jiàn)接口說(shuō)明，但限制：≤20 m（帶海德漢電纜）
電壓供應(yīng)	DC 5 V ±0.5 V
電流消耗	< 130 mA	< 150 mA (without load)
振動(dòng)55赫茲至2000赫茲沖擊6毫秒	≤ 500 m/s2 (EN 60 068-2-6) ≤ 1000 m/s2 (EN 60 068-2-27)
工作溫度	–10 °C to 70 °C
質(zhì)量掃描頭連接電纜連接器	20 g (without cable) 22 g/m 32 g
*訂購(gòu)時(shí)請(qǐng)選擇 1）在相應(yīng)的截止或掃描頻率下 Robax®是德國(guó)緬因州Schott Glaswerke的注冊(cè)商標(biāo)。