單場掃描技術(shù)和絕對式測量技術(shù)是當(dāng)前角度和長度測量技術(shù)發(fā)展中最主要的兩個方向,而且單場掃描技術(shù)和絕對式測量技術(shù)還可以組合應(yīng)用。同時采用這兩種技術(shù)的單場掃描絕對式測量設(shè)備無論從信號質(zhì)量、抗污染能力、測量速度還是可靠性來看都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)測量設(shè)備,此類產(chǎn)品在市場上的迅速推廣也證實了這一點。
單場掃描技術(shù)
傳統(tǒng)的角度和長度測量設(shè)備所采用的四場成像式掃描方法中,光柵標(biāo)尺與帶有類似或相同光柵結(jié)構(gòu)的掃描掩膜做相對運動。穿過標(biāo)尺與掩膜光線的明暗程度按標(biāo)尺與掩膜相對位置的不同而有規(guī)律地變化:當(dāng)標(biāo)尺與掩膜的空隙吻合時,光線得以穿過;當(dāng)柵線與空隙重合時,沒有光線穿過。感光元件將光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘枴呙柩谀ど嫌兴膫€掃描區(qū),各掃描區(qū)光柵間互相錯開1/4柵距,對應(yīng)于這四個掃描區(qū)的感光元件生成相位差為90°的四個正弦信號。這四個掃描信號不以零線為其中線,所以需要將四個信號兩兩相減,以獲得兩個90°相位差,中線為零線的輸出信號l1和l2。
新型的單場掃描技術(shù)中,掃描掩膜帶一個大尺寸光柵,其柵距與光柵標(biāo)尺的柵距略有不同(圖1),由此在掃描掩膜光柵長度上會產(chǎn)生明暗交替現(xiàn)象:某些地方柵線與柵線重疊,光線可以通過;某些地方柵線與空隙重疊,光線無法通過;在這兩者之間,空隙部分被遮擋,這起到了光學(xué)過濾的作用,使得產(chǎn)生均勻的高正弦性信號成為可能。特制的柵狀感光元件取代了獨立感光元件,生成四個相位差為90°的掃描信號。
單場掃描光學(xué)掃描系統(tǒng)對角度和長度測量設(shè)備性能的提高起到了決定性的作用。它的大面積掃描區(qū)和特殊光學(xué)過濾可在測量設(shè)備全行程中產(chǎn)生穩(wěn)定質(zhì)量的掃描信號,這正是下列幾點的前提條件:信號周期內(nèi)位置誤差較??;高光柵運行速度;使用直接驅(qū)動時,控制品質(zhì)高。
在示波器XY顯示模式下可明顯地看到單場掃描的這個優(yōu)點單場掃描光柵尺的輸出信號具有更好的圓度和更小的信號噪聲,這意味著更高的定位精度和更佳的控制品質(zhì)。對直線電機(jī)而言,配備了單場掃描光柵尺后,速度控制可以更為平滑。
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