KA系列光栅尺
光栅尺
几类典型光栅尺的性价比分析和使用要求简介摘要：本文介绍了光栅尺的基本原理和分类。
并列举了实际生产中的几种典型光栅尺，介绍了其技术参数、安装步骤和使用方法，通过比较，得出性价比分析。
关键词：光栅尺；技术参数；摩尔纹Abstract:This paper introduces the basic principle of grating ruler and classification. And enumerates several typical light in actual productio n.Grating ruler, introduces the technical parameters, the installation steps and method of use, by comparison, it is concluded that ratio of analysis.Keyword: grating ruler；technical parameters；Moore grain1.光栅尺简介光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。
光栅尺位移传感器经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。
其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。
例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。
1.2光栅尺工作原理光栅尺是通过莫尔条纹原理，通过光电转换，以数字方式表示线性位移量的高精度位移传感器. GBC系列光栅尺是由读数头、主尺和接口组成。
玻璃光栅上均匀地刻有透光和小透光的线条，栅线为50线对/mm，其光栅栅距为0.02mm，采用四细分后便可得到分辩率为5μm的计数脉冲。
一般的情况下，线条数按所测精度刻制，为了判别出运动方向，线条被刻成相位上相差90°的两路。
光栅尺工作原理
光栅尺工作原理光栅尺是一种精密测量仪器，常用于机械加工、自动化控制和精密测量等领域。
它通过测量光栅尺上的光栅条纹来确定物体的位置和运动状态。
本文将详细介绍光栅尺的工作原理，包括光栅尺的结构和工作过程。
一、光栅尺的结构光栅尺由光栅头和读数头两部分组成。
光栅头是光栅尺的核心部件，它由玻璃基板上的光栅条纹和光电二极管阵列组成。
光栅条纹是由一系列等距的透明和不透明线条组成，其中透明线条被称为光栅条纹，不透明线条被称为间隙。
光电二极管阵列用于接收光栅头上的光信号。
读数头是用于读取光栅头上的光信号并转换为电信号的部件，它由光电二极管、信号放大器和数字转换器组成。
光电二极管接收光栅头上的光信号并将其转换为电信号，信号放大器对电信号进行放大，数字转换器将放大后的电信号转换为数字信号，以便计算机或控制器进行处理。
二、光栅尺的工作过程光栅尺的工作过程可以分为光栅头的发光和读数头的信号处理两个阶段。
1. 光栅头的发光阶段光栅头通过内部的发光二极管发出一束平行光。
这束光经过光栅条纹时，会发生衍射现象，即光的波长会发生变化。
根据光的波长变化，可以计算出物体的位置和运动状态。
2. 读数头的信号处理阶段光栅头发出的光信号被光电二极管阵列接收后，转换为电信号。
这些电信号经过信号放大器的放大后，再经过数字转换器转换为数字信号。
数字信号会根据光栅头上光栅条纹的数量和间隙的宽度进行编码。
通过对数字信号的处理，可以得到物体的位置和运动状态的具体数值。
三、光栅尺的精度和应用光栅尺的精度主要取决于光栅头上光栅条纹的数量和间隙的宽度。
光栅头上的光栅条纹越多，间隙越窄，光栅尺的精度就越高。
光栅尺广泛应用于机械加工、自动化控制和精密测量等领域。
在机械加工中，光栅尺可以用于测量工件的位置和运动状态，以实现精确的加工操作。
在自动化控制中，光栅尺可以用于测量机器人的位置和运动状态，以实现精确的控制。
在精密测量中，光栅尺可以用于测量物体的位移、角度和速度等参数，以实现高精度的测量。
简述光栅尺工作原理及应用
简述光栅尺工作原理及应用光栅尺是一种精密测量仪器，常用于机床、测量仪器等精密加工和检测系统中。
其工作原理基于光学原理和电子技术原理，利用光栅条纹和光电检测器之间的相互作用来实现长度、角度等物理量的测量。
本文将对光栅尺的工作原理和应用进行详细介绍。
一、光栅尺的工作原理光栅尺的基本构成是光栅条纹和光电检测器，其中光栅是由一系列平行的条纹组成的线性光栅，条纹的宽度和间距非常小，精度可达到亚微米级别。
光电检测器则是光电二极管或双晶电子扫描器等电子元器件，能够将光信号转化为电信号。
光栅尺通过将光源、光栅和光电检测器组合在一起，实现对长度、角度等物理量的非接触式测量。
光栅尺的工作原理可以分为三个过程：1、光栅的发光和透射：光栅的条纹宽度和间距非常小，通常在几十或者几百微米范围内，人眼无法看到。
当光源照射到光栅上时，光栅的条纹会发生透射和反射，形成特定的光学线条。
2、光学信号的检测：光电检测器可以将光学信号转化为电学信号，其中包含光栅条纹的信息。
在实际应用中，光电检测器可以采用光电二极管、双晶电子扫描器等元件。
当光学信号入射到光电检测器上时，会产生电流，电流强度与光学信号的亮度成正比。
3、信号处理和计量：将光栅尺检测到的电信号转化为数值信号，可以通过A/D 转换器将模拟信号转换为数字信号进行记录和处理。
最终，数值信号经过处理得到物理量的数值输出。
除了基本的线性光栅，还有二维、三维光栅尺，其原理和线性光栅类似，不同点在于二维和三维光栅尺可以测量物体的超出线性运动轨迹的角度和形状等复杂运动规律。
二、光栅尺的应用光栅尺广泛应用于精密加工和检测系统中，如机床、精密仪器和制造业等多个领域。
光栅尺的应用主要有以下几个方面：1、长度测量：光栅尺可以测量物体的线性运动轨迹长度，其精度可达到亚微米级别。
光栅尺广泛应用于机床、加工中心、激光加工机等多个领域，能够测量工件、刀具和加工台等物体的长度和移动轨迹。
2、角度测量：光栅尺还可以测量物体的角度，其精度可达到亚角秒级别。
光栅尺的种类及工作原理
光栅尺的种类及工作原理光栅尺是一种常见的测量仪器，它利用光学原理来测量物体的位置和移动距离。
光栅尺广泛应用于机械设备、数控机床、精密测量仪器等领域。
本文将介绍光栅尺的种类以及它们的工作原理。
一、光栅尺的种类1. 增量式光栅尺：增量式光栅尺是最常见的一种光栅尺。
它通过将光栅刻划在透明玻璃或光学膜上，然后通过读头接收反射或透射的光信号，测量物体的位置和位移。
增量式光栅尺通常具有高分辨率和较低的成本，适用于一般的测量应用。
2. 绝对式光栅尺：绝对式光栅尺是一种具有独特编码结构的光栅尺。
它可以直接测量物体的位置，无需参考点或回零操作。
绝对式光栅尺通常具有高精度和高分辨率，适用于要求较高的测量应用。
3. 波前式光栅尺：波前式光栅尺是一种基于波前干涉原理的光栅尺。
它利用物体表面反射的光波前差来测量物体的形状和表面变形。
波前式光栅尺通常具有高精度和高灵敏度，适用于形状测量和表面缺陷检测。
二、光栅尺的工作原理光栅尺的工作原理基于光学干涉现象。
光栅是一种具有周期性刻线的光学元件，可以将入射的平行光束分成多个等间距的光斑。
光栅尺通常包括光栅和读头两个部分。
当光线照射到光栅上时，光栅上的刻线会将光线分散成多个光斑。
这些光斑会经过物体反射或透射后，再次通过光栅，最后被读头接收。
读头中的光电二极管会将接收到的光信号转换为电信号。
对于增量式光栅尺，读头会将接收到的光信号转换为脉冲信号。
脉冲的数量和频率与物体的位置和位移成正比。
通过计数和计时脉冲信号，可以确定物体的位置和位移。
对于绝对式光栅尺，光栅上的刻线会形成一种特殊的编码结构。
读头会将接收到的光信号转换为二进制码或格雷码。
通过解码和识别编码，可以直接确定物体的位置，无需参考点或回零操作。
对于波前式光栅尺，光栅上的刻线会形成一种波前干涉的结构。
读头会将接收到的光信号转换为干涉条纹图像。
通过分析条纹图像的变化，可以测量物体的形状和表面变形。
总结起来，光栅尺利用光学原理通过光栅和读头的组合，将光信号转换为电信号，并通过信号处理和解码来测量物体的位置和位移。
光栅磁栅选型参考资料
雷尼绍和伊莱卡选型指南销售人员在做合同时必须提供具体型号，即唯一确定产品的型号，对该型号的描述可填写在备注栏里。
以下内容供销售人员参考，具体选型需再参考相关文档。
（一）雷尼绍(1)RG2 20μm光栅系列RGH22 D 15 D 00A下划线从左至右编码规则如下：信号分辨率和限位模拟信号A - 1 Vpp (双限位)B - 1 Vpp (单限位)C - 12 μA (限位无效)数字信号D - 5 μm (单限位)P - 5 μm (双限位)X - 1 μm (单限位)Q - 1 μm (双限位)Z - 0.5 μm (单限位)R - 0.5 μm (双限位)Y - 0.1 μm (单限位)S - 0.1 μm (双限位)H - 50 nm (双限位)电缆长度05 - 0.5 m10 - 1 m15 - 1.5 m20 - 2 m30 - 3 m50 - 5 m接口C - 9针 circular plug (RGH22C only)D - 15针D型plug (RGH22D, H, P, Q, R, S, X, Y, and Z only)F –无接口电缆L - 15针D型plug (RGH22A and B only)R - 12针 circular plug (RGH22D, X, Y and Z only - limits not available)S - to be used in conjuction with options 17A and 18A (RGH22B only - limits not available) V – 12针 circular plug for analogue (RGH22B only - limits not available)W - 12针 circular coupling (RGH22B only - limits not available)X - 16针 in-line connector选项00A –标准 (RGH22A, B, C, D, P, Q, R, X, and Z only)17A –模拟输出 1 Vpp, V termination with BID/DIR (RGH22B only)18A –模拟输出 1 Vpp, W termination with BID/DIR (RGH22B only)20A - 3-state error annunciation (RGH22D, P, Q, R, X and Z only)61A - 20 MHz customer clock, (RGH22Y, S, and H only)62A - 10 MHz customer clock, (RGH22Y, S, and H only)63A - 5 MHz customer clock, (RGH22Y, S, and H only)(2) RG4 40μm光栅系列RGH41 B 15 L 00A下划线从左至右编码规则如下：信号分辨率和限位模拟输出A - 1 Vpp (双限位version)B - 1 Vpp (单限位version)数字输出T - 10 μmD - 5 μmG - 2 μmX - 1 μmN - 0.4 μmW - 0.2 μmY - 0.1 μmH - 50 nm电缆长度05 - 0.5 m10 - 1 m15 - 1.5 m30 - 3 m50 - 5 m接口D - 15针D型 plug (RGH41D, G, H, N, T, W, X and Y only)F –无接口电缆L - 15针D型plug (RGH41A and B only)S - to be used in conjunction with option 17A and 18A (RGH41B only -limits not available) V - 12针 circular plug for analogue (RGH41B only - limits not available)W – 12针 circular coupling (RGH41B only - limits not available)X – 16针 in-line connector选项00A–模拟输出 1 Vpp (RGH41A and B only)03A–数字输出, 单限位, differential alarm signal (RGH41D, G, T and X only)04A-数字输出, 单限位, 3 state alarm signal (RGH41D, G, T and X only)05A-数字输出, 双限位, single ended alarm signal (RGH41D, G, T and X only)06A-数字输出, 双限位, 3 state alarm signal (RGH41D, G, T and X only)17A–模拟输出 1 Vpp, V termination with BID/DIR (RGH41B only)18A-模拟输出1 Vpp, W termination with BID/DIR (RGH41B only)61–20 MHz customer clock (RGH41H, N, W and Y only)62–10 MHz customer clock (RGH41H, N, W and Y only)63–5 MHz customer clock (RGH41H, N, W and Y only)（二）伊莱卡产品（1）GS212光栅尺C 1 2 0-5 B –xxxx下划线从左至右编码规则如下选项：D=数显(±10um Accuracy)； C=数控(±5um Accuracy)信号输出方式：1=RS422； 2=1Vpp； 3=11uA(DRO only)气压过滤：2=无气压； 3=有气压接口形式： 0=EMS 9D 带铠装； A=EMS 9D 无铠装，PUR（***较常用）3=Acu-rite 9D with armour； A=Acu-rite 9D with PUR4=Fanuc Honda with armour； E=Fanuc Honda with PUR5=HH 15D (female)with armour； F=HH 15D (female)with PUR 分辨率： 1=0.1um； 2=0.5um； 3=1um； 5=5um； 6=10um栅距： B=40um Grating period测量长度：xxxx=Travel in 10mm steps(如0100=1000mm)(2) MG232封闭式磁栅尺D 1 H 0-5 2 –xxxx下划线从左至右编码规则如下选项：D=数显(±10um Accuracy)信号输出方式：1=RS422安装： H:仿海德汉某型号安装尺寸。
光栅尺的工作原理和应用
光栅尺的工作原理和应用1. 简介光栅尺是一种测量长度和位置的装置，它利用光学的原理来实现非接触式测量。
光栅尺由光栅、读头和信号处理电路组成，广泛应用于机械加工、精密仪器、半导体制造等领域。
2. 工作原理光栅尺的基本工作原理是：利用光栅的周期性排列结构，通过光学测量的方式来测量位移或长度。
2.1 光栅光栅是由一系列等距的刻线组成的透明玻璃或光学划线，通常有平行的透明和不透明部分。
光栅的刻线间距称为“栅距”，栅距决定了光栅尺的测量精度。
2.2 读头读头是光栅尺的另一个重要组成部分，它通过接收光栅尺发出的光信号，并将其转化为电信号。
2.3 信号处理电路信号处理电路负责处理由读头接收到的电信号，将其转化为有用的测量值，并进行相应的校准和误差补偿。
3. 应用光栅尺具有高精度、高可靠性、高稳定性等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
3.1 机械加工在机械加工中，光栅尺可用于测量机床的位置和运动轨迹，实现精密的加工控制。
例如，在数控机床上，通过光栅尺精确测量工件的位置，可以实现高精度的切削操作。
3.2 精密仪器在精密仪器领域，光栅尺常用于测量仪器的移动和位置。
通过光栅尺进行测量，可以实现微米级别的精度。
3.3 半导体制造在半导体制造中，光栅尺被广泛应用于曝光机、划片机等设备中，以测量和控制设备的运动轨迹和位置，保证制造过程的精度和稳定性。
3.4 其他应用除了上述应用领域，光栅尺还可以应用于光学仪器、医疗设备、航空航天等领域。
光栅尺的高精度和非接触式测量特性使其适用于需要高精度测量的各种场合。
4. 总结光栅尺通过利用光学原理实现了非接触式的测量，具有高精度、高可靠性和高稳定性等优点。
在机械加工、精密仪器、半导体制造等领域具有广泛应用。
随着科技的不断进步，光栅尺的应用领域将进一步扩大，为各个行业提供更准确、更稳定的测量和控制手段。
光栅尺的工作原理
光栅尺的工作原理光栅尺是一种精密测量设备，常用于工业自动化、数控机床、精密仪器等领域，用于测量物体的位置、位移和速度。
它通过光学原理和信号处理技术实现高精度的测量。
一、光栅尺的构成光栅尺主要由光栅尺头和读数装置两部分组成。
1. 光栅尺头：光栅尺头是光栅尺的核心部件，通常由光栅尺尺带、光栅尺尺头和光电检测器组成。
光栅尺尺带是一种具有高精度刻线的玻璃或金属尺带，上面刻有均匀分布的光栅。
光栅尺尺头是安装在被测物体上的传感器，用于接收光栅尺尺带上的光信号。
光电检测器是将光信号转换为电信号的装置。
2. 读数装置：读数装置主要由信号处理器和显示装置组成。
信号处理器负责接收光电检测器输出的电信号，并进行放大、滤波和数字化处理。
显示装置用于显示测量结果，通常为数码显示屏。
二、光栅尺的工作原理基于光学干涉和光电转换技术。
1. 光学干涉原理：光栅尺尺带上的光栅是由一系列等间距的透明和不透明条纹组成。
当光线照射到光栅上时，透明和不透明条纹会引起光的干涉现象。
通过测量干涉条纹的位移，可以确定被测物体的位置或位移。
2. 光电转换原理：光栅尺头中的光电检测器会将光信号转换为电信号。
当光线经过光栅尺头时，透过光栅的光线会被光电检测器接收并转换为电信号。
根据光信号的强弱，可以确定光栅尺头与光栅尺尺带之间的相对位置。
三、光栅尺的测量方式光栅尺可以采用增量式测量和绝对式测量两种方式。
1. 增量式测量：增量式测量是基于光栅尺头相对于光栅尺尺带的位移进行测量。
在增量式测量中，光栅尺头与光栅尺尺带之间的位移会引起光信号的变化，通过测量光信号的变化，可以计算出被测物体的位移或位置。
2. 绝对式测量：绝对式测量是基于光栅尺头与光栅尺尺带之间的绝对位置进行测量。
在绝对式测量中，光栅尺头上的光电检测器会接收到一个特定的参考信号，通过测量参考信号与光信号的相位差，可以确定光栅尺头的绝对位置。
四、光栅尺的优势和应用光栅尺具有以下优势：1. 高精度：光栅尺的光学干涉原理和光电转换技术使其具有高精度的测量能力，可以实现亚微米级的测量精度。
光栅尺工作原理
光栅尺工作原理光栅尺是一种精密测量仪器，广泛应用于机械加工、自动化控制等领域。
它通过测量光栅尺上的光栅条纹来确定位置和位移，具有高精度、高分辨率和稳定性的特点。
下面将详细介绍光栅尺的工作原理。
一、光栅尺的基本结构光栅尺主要由光栅条纹、读头和信号处理电路组成。
光栅条纹是由一系列等距的透明条纹和不透明条纹组成，它们交替排列在光栅尺的刻线上。
读头是由光电二极管和检测电路组成，用于接收光栅条纹的光信号并将其转换为电信号。
信号处理电路负责对读头输出的电信号进行放大、滤波和数字化处理。
二、光栅尺的工作原理1. 光栅尺的发射原理光栅尺的读头发射一束平行光，这束光通过光栅条纹时，会发生光的衍射现象。
根据光的波动性质，光栅条纹上的透明和不透明条纹会改变光的相位，形成一系列相位差，进而形成衍射光栅。
2. 光栅尺的接收原理光栅尺的读头接收经过光栅条纹衍射后的光信号。
光电二极管将光信号转化为电信号，并通过检测电路进行放大和滤波，最终输出为模拟电压信号。
3. 光栅尺的信号处理原理光栅尺的信号处理电路对读头输出的模拟电压信号进行放大、滤波和数字化处理。
放大电路将模拟电压信号放大到合适的幅度，以便后续处理。
滤波电路则通过滤波器去除噪声和干扰，保证信号的准确性。
数字化处理电路将模拟电压信号转换为数字信号，以便后续的计算和控制。
4. 光栅尺的位置和位移测量原理光栅尺的光栅条纹上的透明和不透明条纹之间的间距是固定的，称为光栅周期。
通过测量光栅条纹上的光信号，可以确定位置和位移。
光栅尺的读头将光信号转化为电信号后，信号处理电路会对电信号进行处理，得到一个与位置和位移相关的数字量。
5. 光栅尺的分辨率和精度光栅尺的分辨率是指能够测量的最小位移量，通常以每个光栅周期内的光信号变化次数来表示。
光栅尺的精度是指测量结果与实际值之间的偏差，受到光栅尺本身和读头的精度、温度变化等因素的影响。
三、光栅尺的应用领域光栅尺广泛应用于机械加工、自动化控制和精密测量等领域。
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KA系列光栅尺
型号：NC系列
KA-300NC KA-500NC KA-600NC
KA-300NC,KA-600NC及KA-500NC是最新推出数控机床反馈检测光栅尺，外型尺寸与KA-300、KA-600、KA-500基本一样，它是按工业标准EIA-422-A进行信号输出，分辨率在0.001mm，最大移动速度2.3m/s，供应电压DC5V，广泛应用在全闭环的数控机床上，能达到以上技术指标的光栅尺在国内还是首次推出。
型号：KA系列
KA-300KA-500KA-600KA-700KA-900
其中KA-300是用量最多的标准尺（TTL水平），KA-500为超小型薄尺（20x18mm），代表当今中国高水平，为一些位置限窄的地方及专用测量仪器的安装提供方便，KA-700是一种专为油压系统及位置极难安装而最新设计的产品，它的出现，将拓宽数显装置的使用范围。
KA-300光栅尺信号输出图：
KA-300光栅外形与安装尺寸：KA-300安装尺罩结构图：
KA-500光栅外形与安装尺寸：KA-500安装尺罩结构图：
KA-600光栅外形与安装尺寸：KA-700光栅外形与安装尺寸：
KA-900光栅外形与安装尺寸：通用系列输出格式图：。