海德汉-光栅与编码器介绍
光栅尺和编码器的区别

光栅尺和编码器的区别下面将详细探讨光栅尺和编码器的区别。
首先,我们将介绍两者的基本概念,然后通过比较它们的特性和应用来展示它们的差异。
一、基本概念1、光栅尺:光栅尺是一种利用光栅和光电检测技术进行测量或位置反馈的装置。
其工作原理是利用一对相对移动的光栅,通过测量光栅的相对位移来计算物体的位置或位移。
2、编码器:编码器是一种用于测量旋转角度或位置的装置。
它通过读取旋转编码器的脉冲数来测量旋转角度或位置。
编码器可以用于许多不同的应用,例如电机控制、机器人定位等。
二、特性比较1、分辨率:光栅尺的分辨率通常高于编码器。
由于光栅尺采用高精度光栅,其分辨率可以非常高,达到微米甚至纳米级别。
而编码器的分辨率通常较低,一般只有几十到几百个脉冲。
2、线性度:光栅尺的线性度通常优于编码器。
由于光栅尺采用一对相对移动的光栅,其测量结果不受机械误差的影响,因此其线性度很高。
而编码器的线性度受限于编码器的设计以及使用环境的影响,可能会有一些误差。
3、环境适应性:光栅尺对环境的变化较为敏感,例如温度、湿度和机械振动等,这些因素都可能影响光栅尺的测量精度。
而编码器对环境的变化不太敏感,因此更适合在恶劣环境下使用。
4、成本:一般来说,光栅尺的成本高于编码器。
光栅尺需要精密加工和制造,而且需要高质量的光电检测器。
编码器虽然也需要一定程度的加工和制造,但其结构相对简单,成本较低。
三、应用比较1、测量与反馈控制:在测量和反馈控制方面,光栅尺是一种常见的位置传感器。
它被广泛应用于各种高精度测量和反馈控制应用中,例如机床、运动控制系统等。
编码器则通常用于电机控制和机器人定位等应用中,通过读取编码器的脉冲数来控制电机的旋转角度或位置。
2、速度和位置控制:在速度和位置控制方面,编码器和光栅尺都可以使用。
但是,由于编码器的线性度和精度较低,它通常被用于低精度应用中,例如速度控制或简单位置控制。
而光栅尺则更适合高精度应用,例如高速运动控制系统或精密加工设备。
海德汉直线光栅尺产品说明书

用于NC数控机床10/20212更多信息,请访问海德汉官网• ,•也欢迎索取。
有关以下产品的样本:••敞开式直线光栅尺••内置轴承角度编码器••无内置轴承角度编码器••旋转编码器••海德汉后续电子电路••海德汉数控系统••机床检测和验收测试的测量装置技术信息:••海德汉编码器接口••进给轴精度••高安全性位置测量系统••EnDat•2.2-位置编码器双向数字接口••直驱编码器本样本是以前样本的替代版,所有以前版本均不再有效。
订购海德汉公司的产品仅以订购时有效的样本为准。
有关产品所遵循的标准(ISO,EN等)仅以样本中的标注为准。
目录4直线光栅尺用于NC数控机床用于数控机床的海德汉直线光栅尺几乎适用于任何应用。
也是进给轴为闭环控制的机器和设备的理想选择,例如铣床、加工中心、镗铣床、车床和磨床。
动态性能优异的直线光栅尺允许高速运动,沿测量方向的加速性能使其不仅能满足常规轴高动态性能要求,也能满足直驱电机对高动态性能的要求。
海德汉也提供其它应用所需的直线光栅尺,例如:••手动操作机床••冲压机和弯板机••自动化生产设备•直线光栅尺优点如果用直线光栅尺测量滑座位置,位置控制环就包括全部进给机构。
这就是全闭环控制模式。
进给轴的直线光栅尺检测机械运动误差并在控制系统电路中进行修正。
因此,能消除潜在的多个误差源:••滚珠丝杠发热导致的定位误差••反向误差••滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差因此,直线光栅尺是高精度定位和高速加工机床不可或缺的基础技术手段。
机械结构用于数控机床的直线光栅尺为封闭式测量设备:铝制的尺壳保护尺带、读数头和导轨,避免切屑、灰尘和切削液进入。
自动向下压的弹性密封条保持外壳密封。
读数头沿光栅尺带上摩擦力极小的导轨运动。
联接件将读数头与安装架连接在一起并补偿光栅尺与机床滑座间的不对正误差。
光栅尺与安装块间允许±•0.2•mm至•±•0.3•mm的横向和轴向误差,具体•数值与光栅尺型号有关。
海德汉编码器

增量信号 位置值
72 75 81 85 86
选型指南 标准用途的旋转编码器
旋转编码器
接口
绝对式
单圈 EnDat 发那科 三菱 西门子 SSI 多圈4096圈 PROFIBUS-DP EnDat 总线 PROFINET IO 发那科 三菱 西门子
安装式定子联轴器
ECN/EQN/ERN 1000系列
ECN 1023
绝对式旋转编码器 安装式定子联轴器
ECN 1000/EQN 1000 系列 ECN 400/EQN 400系列 ECN 400 F/EQN 400 F系列 ECN 400 M/EQN 400 M系列 ECN 400 S/EQN 400 S系列 ECN 400/EQN 400 系列 带现场总线 ECN 400/EQN 400系列 带万能定子联轴器 ECN 100系列
增量式旋转编码器
ERN 1000系列 ERN 400系列 – – – – ERN 400系列 带万能定子联轴器 ERN 100系列 ROD 1000系列 ROD 400系列 – – – – – ROD 400系列 – – – – ROD 1930 设计坚固 HR 1120 66 68 70 56 58 60 64 38 40 44 46 50 54 28 32 36
位置数/圈:25 bit EnDat 2.2/22
ECN 425 F
位置数/圈:25 bit 发那科ai
ECN 413
位置数/圈:13 bit
–
EQN 437
位置数/圈:25 bit EnDat 2.2/22
EQN 437 F
位置数/圈:25 bit 发那科ai
ECN 413
位置数/圈:13 bit EnDat 2.2/01
德国HEIDENHAIN编码器

HEIDENHAIN德国【HEIDENHAIN】公司主要产品:HEIDENHAIN编码器、HEIDENHAIN光栅尺、HEIDENHAIN 封闭式光栅尺、HEIDENHAIN敞开式光栅尺、HEIDENHAIN长度计、HEIDENHAIN旋转编码器、HEIDENHAIN角度编码器、HEIDENHAIN光栅、HEIDENHAIN数控系统等。
HEIDENHAIN海德汉公司是一家研发、生产和销售高质量直线光栅尺和角度编码器,旋转编码器,数显装置和数控系统的制造商。
HEIDENHAIN海德汉公司产品主要用于精密机床和电子元件的生产和加工设备。
HEIDENHAIN公司的丰富经验、技术开发和制造的测量设备和数字控制,为工厂和生产的自动化奠定了基础和开拓了未来。
德国HEIDENHAIN产品的应用范围十分广泛,几乎覆盖各行各业。
HEIDENHAIN产品在中国钢铁及汽车等行业使用非常广泛,HEIDENHAIN系列产品广泛用于各大钢铁行业,HEIDENHAIN系列产品以其卓越的铸造工艺,多年来成熟稳定的品质,HEIDENHAIN长期以来对品质的严谨求精和不断创新的精神,成为众多同类产品中的佼佼者,受到广大用户的一致认可。
德国HEIDENHAIN广泛应用于钢铁,汽车、机床、生产设备、自动化机器等领域。
德国海德汉公司在2001年成立了中国的子公司。
由于海德汉公司有着几十年的精湛的技术和管理经验,使得我们能为中国市场提供优质的海德汉产品以及完善的服务。
一流的技术、产品和服务使得海德汉在中国市场的业务发展非常迅速,目前我们的客户已经遍及全国工业、科研和教育等许多不同的领域。
海德汉中国为了更进一步贴近客户的需求,海德汉中国按照德国海德汉的生产技术、管理经验和质量标准,这确保了海德汉德国的品质要求和服务理念在中国的贯彻和实施。
为客户提供最优质的服务、品质最优良的产品。
成为广大客户在发展各自事业过程中最紧密的伙伴。
HEIDENHAIN封闭式光栅尺海德汉的封闭式光栅尺能有效防尘、防切屑和防飞溅的切削液,是用于机床的理想选择。
德国heidenhain海德汉编码器

德国heidenhain海德汉编码器主要作用它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果德国heidenhain海德汉编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。
德国heidenhain海德汉编码器产生电信号后由数控制置CNC.可编程逻辑控制器P1.C、控制系统等来处理。
这些传感器主要应用在以下方面:机床、材料加工、电动机反应系统以及测量和控制设备。
在E1.TRA德国heidenhain海德汉编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。
读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。
此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘一样的窗口。
接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。
一般地,旋转德国heidenhain海德汉编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反应给变频器,从而调节变频器的输出数据。
故障现象:1、旋转德国heidenhain 海德汉编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG断开”.・・联合动作才能起作用。
要使电信号上升到较高电平,并产生没有任何干扰的方波脉冲,这就必须用电子电路来处理。
德国heidenhain海德汉编码器pg接线与参数矢量变频器与德国heidenhain海德汉编码器pg之间的连接方式,必须与德国heidenhain海德汉编码器pg的型号相对应。
一般而言,德国heidenhain海德汉编码器Pg 型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器p g卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理.德国heidenhain海德汉编码器一般分为增量型与型,它们存着的区别:在增量德国heidenhain海德汉编码器的情况下,位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的,而型德国heidenhain海德汉编码器的位置是由输出代码的读数确定的。
(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明

(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明的全部内容。
一:PWT10:用来检测输出11uA信号的或者编码器。
(9针插头)1.检测信号幅值:方括号的中心线对应的数字表示当前检测到的光栅尺信号幅值,例如上图中的第一个图,检测到的信号幅值是11UA, 这是理想值,第二幅图幅值是13uA,第三幅图是3uA。
光栅尺正常工作幅值范围:7—16uA。
2。
检测信号偏差:方括号中黑色部分的宽度表示信号偏差,理想值允许值超出允许范围黑色条越窄信号质量越好,如果超出括号,信号偏差超出允许范围。
二:PWT18:用来检测1Vss输出信号的光栅尺和编码器。
(12针插头)1。
检测信号幅值:方括号的中心线对应数字表示的是当前检测到的光栅尺信号幅值,例如上图中的第一个图,检测到的信号幅值是1Vss,这是理想值,第二幅图幅值是1。
2Vss,第三幅图是0.3Vss。
光栅尺正常工作幅值范围:0.6—1.2Vss.2.检测信号偏差这是检测信号偏差的说明,和PWT10的检测方法相同。
理想值允许值超出允许范围三:检测参考点信号:PWT10和PWT18的使用方法相同。
方括号中的黑条表示参考点信号的质量,黑条任意一端不能超出两个方括号,否则可能找不到参考点。
理想值允许值超出允许范围。
海德汉光栅尺技术参数(用于NC数控机床)(HEIDENHAIN)

用于NC数控机床
2007年6月
更多信息,请访问 或来函索取。
产品样本: • 敞开式直线光栅尺 • 内置轴承角度编码器 • 无内置轴承角度编码器 • 旋转编码器 • HEIDENHAIN后续电子设备 • HEIDENHAIN数控系统 • 机床检测和验收测试测量系统
扫描单元
密封条
安装板
LC 183封闭式直线光栅尺结构示意图
DIADUR 光栅尺
光源
光电池
5
选型指南
纤细外壳的直线光栅尺
纤细外壳的直线光栅尺主要用于安装空间 有限的地方。如果使用安装板或固定元件, 可实现较大测量范围和支持更高加速度 载荷。
绝对式直线光栅尺 • 玻璃光栅尺
高重复性增量式 直线光栅尺 • 钢光栅尺 • 信号周期小
光栅尺栅距越小,光电扫描的衍射现象越严 重。HEIDENHAIN公司的直线光栅尺采用两 种扫描原理:
• 成像扫描原理,用于20 µm和40 µm栅距 光栅尺。
• 干涉扫描原理,用于栅距8 µm甚至更小 光栅。
成像扫描原理 简单的说,成像扫描原理是采用透射光生成 信号:栅距相同或相近的光栅尺和扫描光栅 彼此相对运动。扫描光栅的基体是透明的, 而作为测量基准的光栅尺可以是透明的也 可以是反射的。
带距离编码参考点光栅尺或编码器,其绝对 参考点位置通过累计两个参考点间信号周 期数并用以下公式计算:
P1 = (abs B-sgn B-1) x
N 2
+ (sgn B-sgn
D) x
abs MRR 2
其中: B = 2 x MRR-N
和:
N
P1 = 信号周期中代表移过第一个参考点
的位置
D
abs = 绝对值
HEIDENHAIN光栅尺

HEIDENHAIN光栅尺、HEIDENHAIN角度编码器、HEIDENHAIN旋转编码器、HEIDENHAIN数显装置和HEIDENHAIN数控系统
上海秋腾贸易有限公司现货代理德国HEIDENHAIN光栅尺、HEIDENHAIN角度编码器、HEIDENHAIN旋转编码器、HEIDENHAIN数显装置和HEIDENHAIN数控系统。
海德汉公司的产品被广泛应用于机床、自动化机器,尤其是半导体和电子制造业等领域。
海德汉(HEIDENHAIN)是德国一家有一百多年历史的专业生产光栅尺,编码器及数控系统的厂家,我们公司是海德汉在国内的独资子公司。
海德汉的光栅尺,编码器及数控系统在国内外机床及自动化生产线上都有很广泛的应用,欢迎你选用海德汉HEIDENHAIN公司的产品海德汉一直致力于为客户提供集合了高可靠性、满足客户需求和实用的高技术产品。
我们在光栅尺和编码器领域研发、生产的能力可以由成千上万的客户窥见一般。
这些特别为测量和检测设备而研发的产品已经大量进入世界各地的标准实验室,角度编码器应用于各种的望远镜和卫星接收天线上。
所以我们在生产标准产品时也应用了这些经验。
海德汉不仅在追求高科技和技术上不遗余力,同时也注重倾听客户的需求。
海德汉在49个国家和地区设有分公司,其中绝大多数为全资子公司。
我们得销售工程师和技术服务人员能用本地语言提供现场技术支持和服务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
位置检测装置作为数控机床的重要组成部分,其作用就是检测位移量,并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较,若有偏差,经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动,直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度,必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器,光栅尺,旋转变压器,测速发电机等比较普遍,下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍:将光源、两块长光栅(动尺和定尺)、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号,动尺移动一个栅距,输出电信号便变化一个周期,它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式,一是相位角相差90度的2路方波信号,二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论,而对于输出正弦波信号的光栅尺,经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A 相、B相和Z相三个电信号,A相信号为主信号,B相为副信号,两个信号周期相同,均为W,相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅,这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来,测量单位不是像激光一样的是光波波长,而是通用的米制(或英制)标尺。
它们有各自的优势,相互补充,在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种,而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低,因此光栅发展得最快,技术性能最高,市场占有率最高,产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%,光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级,测量速度从60m/min,到480m/min。
测量长度从1m、3m达到30m和100m。
二、光栅测量技术发展的回顾计量光栅技术的基础是莫尔条纹(Moire fringes),1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值,直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。
1950年德国Heidenhain首创DIADUR复制工艺,也就是在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺,这才能制造高精度、价廉的光栅刻度尺,光栅计量仪器才能为用户所接受,进入商品市场。
1953年英国Ferranti公司提出了一个4相信号系统,可以在一个莫尔条纹周期实现4倍频细分,并能鉴别移动方向,这就是4倍频鉴相技术,是光栅测量系统的基础,并一直广泛应用至今。
德国Heidenhain公司1961年开始开发光栅尺和圆栅编码器,并制造出栅距为4μm (250线/mm)的光栅尺和10000线/转的圆光栅测量系统,能实现1微米和1角秒的测量分辨力。
1966年制造出了栅距为20μm(50线/mm)的封闭式直线光栅编码器。
在80年代又推出AURODUR工艺,是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅。
在光栅一个参考标记(零位)的基础上增加了距离编码。
在1987年又提出一种新的干涉原理,采用衍射光栅实现纳米级的测量,并允许较宽松的安装。
1997年推出用于绝对编码器的EnDat双向串行快速连续接口,使绝对编码器和增量编码器一样很方便的应用于测量系统。
现在光栅测量系统已十分完善,应用的领域很广泛,全世界光栅直线传感器的年产量在60万件左右,其中封闭式光栅尺约占85%,开启式光栅尺约占15%。
三、当今采用的光电扫描原理及其产品系列光栅根据形成莫尔条纹的原理不同分为几何光栅(幅值光栅)和衍射光栅(相位光栅),又可根据光路的不同分为透射光栅和反射光栅。
光米级和亚微米级的光栅测量是采用几何光栅,光栅栅距为100μm至20μm远于光源光波波长,衍射现象可以忽略,当两块光栅相对移动时产生低频拍现象形成莫尔条纹,其测量原理称影像原理。
纳米级的光栅测量是采用衍射光栅,光栅栅距是8μm或4μm,栅线的宽度与光的波长很接近,则产生衍射和干涉现象形成莫尔条纹,其测量原理称干涉原理。
现以Heidenhain产品采用的3种测量原理介绍如下。
1.具有四场扫描的影像测量原理(透射法)采用垂直入射光学系统均为4相信号系统,是将指示光栅(扫描掩膜)开四个窗口分为4相,每相栅线依次错位四分之一栅距,在接收的4个光电元件上可得到理想的4相信号,这称为具有四场扫描的影像测量原理。
Heidenhain的LS系列产品均采用此原理,其栅距为20μm,测量步距为0.5μm,准确度为±10、±5、±3μm三种,最大测量长度3m,载体为玻璃。
2.有准单场扫描的影像测量原理(反射法)反射标尺光栅是采用40μm栅距的钢带,指示光栅(扫描掩膜)用二个相互交错并有不同衍射性能的相位光栅组成,这样一来,一个扫描场就可以产生相移为四分之一栅距的四个图象,称此原理为准单场扫描的影象测量原理。
由于只用一个扫描场,标尺光栅局部的污染使光场强度的变化是均匀的,并对四个光电接收元件的影响是相同的,因此不会影响光栅信号的质量。
与此同时,指示光栅和标尺光栅的间隙和间隙公差能大一些。
Heidenhain LB和LIDA系列的金属反射光栅就是采用这一原理。
LIDA系列开式光栅其栅距为40μm和20μm,测量步距0.1μm,准确度有±5μm、±3μm,测量长度可达30m,最大速度480m/min。
LB系列闭式光栅栅距都是40μm,最大速度可达120m/min。
3.单场扫描的干涉测量原理对于栅距很小的光栅,指示光栅是一个透明的相位光栅,标尺光栅是自身反射的相位光栅,光束是通过双光栅的衍射,在每一级的诸光束相互干涉,就形成了莫尔条纹,其中+1和-1级组干涉条纹是基波条纹,基波条纹变化的周期与光栅的栅距是同步对应的。
光调制产生3个相位相差120°的测量信号,由3个光电元件接收,随后又转换成通用的相位差90°的正弦信号. Heidenhain LF、LIP、LIF系列光栅尺是按干涉原理工作,其光栅尺的载体有钢板、钢带、玻璃和玻璃陶瓷,这些系列产品都是亚微米和纳米级的,其中最小分辨力达到1纳米。
在80年代后期栅距为10μm的透射光栅LID351(分辨力为0.05μm)其间隙要求就比较严格为(0.1±0.015)mm。
由于采用了新的干涉测量原理对纳米级的衍射光栅安装公差就放得比较宽,例如指示光栅和标尺光栅之间的间隙和平行度都很宽(表1所示)。
只有衍射光栅LIP372的栅距是0.512μm,经光学倍频后信号周期为0.128μm,其他栅距均为8μm和4μm,经光学二倍频后得到的信号周期为4μm和2μm,其分辨力为5nm和50nm,系统准确度为±0.5μm和±1μm,速度为30m/min。
LIF系列栅距是8μm,分辨力0.1μm,准确度±1μm,速度为72m/min。
其载体为温度系数近于0的玻璃陶瓷或温度系数为8ppm/K 的玻璃。
衍射光栅LF系列是闭式光栅尺,其栅距为8μm,信号周期为4μm,测量分辨力0.1μm,系统准确度±3μm和±2μm,最大速度60m/min,测量长度达到3m,载体采用钢尺和钢膨胀系数(10ppm/K)一样的玻璃。
四、光栅测量系统的几个关键问题1.测量准确度(精度)光栅线位移传感器的测量准确度,首先取决于标尺光栅刻线划分度的质量和指示光栅扫描的质量(栅线边沿清晰至关重要),其次才是信号处理电路的质量和指示光栅沿标尺光栅导向的误差。
影响光栅尺测量准确度的是在光栅整个测量长度上的位置偏差和光栅一个信号周期内的位置偏差。
光栅尺的准确度(精度)用准确度等级表示,Heidenhain定义为:在任意1m测量长度区段内建立在平均值基础上的位置偏差的最大值Fmax均落在±α(μm)之内,则±α为准确度等级。
Heidenhain准确度等级划分为:±0.1、±0.2、±0.5、±1、±2、±3、±5、±10和±15μm。
由此可见Heidenhain光栅尺的准确度等级和测量长度无关,这是很高的一个要求,现在还没有见到其他生产厂家能够达到这一水平。
现在Heidenhain玻璃透射光栅和金属反射光栅的栅距只采用20μm和40μm,对衍射光栅栅距采用4μm和8μm,(1nm光栅除外)光学二倍频后信号周期为2μm和4μm。
Heidenhain要求开式光栅一个信号周期的位置偏差仅为±1%,闭式光栅仅为±2%,光栅信号周期及位置偏差见表2。
表2--------------------------------------------------------------------光栅类别信号周期(μm)一个信号周期内的位置偏差(μm)--------------------------------------------------------------------几何光栅 20和40 开启式光栅尺±1%,即±0.2~±0.4封闭式光栅尺±2%,即±0.4~±0.8--------------------------------------------------------------------衍射光栅 2和4 开启式光栅尺±1%,即±0.02~±0.04封闭式光栅尺±2%,即±0.02~±0.08--------------------------------------------------------------------2.信号的处理及栅距的细分光栅的测量是将一个周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合在一起,也就是说在栅距的一个周期内将栅距细分后进行绝对的测量,超过周期的量程则用连续的增量式测量。
为了保证测量的精度,除了对光栅的刻划质量和运动精度有要求外,还必须对光栅的莫尔条纹信号的质量有要求,因为这影响电子细分的精度,也就是影响光栅测量信号的细分数(倍频数)和测量分辨力(测量步距)。
栅距的细分数和准确性也影响光栅测量系统的准确度和测量步距。
对莫尔条纹信号质量的要求主要是信号的正弦性和正交性要好;信号直流电平漂移要小。
对读数头中的光电转换电路和后续的数字化插补电路要求频率特性好,才能保证测量速度大。
Heidenhain有专门为光栅传感器和CNC相联结设计了光栅倍频器,也就是将光栅传感器输出的正弦信号(一个周期是一个栅距)进行插补和数字化处理后给出相位相差90°的方波,其细分数(倍频数)有5、10、25、50、100、200和400,再考虑到数控系统的4倍频后对栅距的细分数有20、40、100、200、400、800和1600,能实现测量步距从1nm 到5μm,倍频数选择取决于光栅信号一个栅距周期的质量。