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意大利GIVI光柵尺的光學(xué)原理

2025-4-30 閱讀(228)

GIVI光柵尺是一種利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置,主要作用是測量直線位移或者角位移。
GIVI光柵尺的其他相關(guān)信息如下:
GIVI光柵尺的讀數(shù)頭盒用陽極化擠壓鋁合金混合電路用于產(chǎn)生讀數(shù)信號,精確的信號校正避免了任何不穩(wěn)定(校正電阻替代了一般使用的分壓器)。內(nèi)部襯墊用于加強(qiáng)防護(hù),雙層保護(hù)避免任何污染物的滲透。不銹鋼光柵的單層鋼帶制成標(biāo)準(zhǔn)的尺寸。尺座保證了光柵的位置,可以自由膨脹,在不太準(zhǔn)確的安裝情況下不會變形。屏蔽線由不銹鋼編制線制成。截面積單股。橡膠墊用于光柵尺端部的保護(hù)。
GIVI光柵尺的安裝比較靈活,可安裝在機(jī)床的不同部位。一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(滑板)上,隨機(jī)床走刀而動,讀數(shù)頭固定在床身上,盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時,則必須增加輔助密封裝置。另外,一般情況下,讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機(jī)床靜止部件上,此時輸出導(dǎo)線不移動易固定,而尺身則應(yīng)安裝在相對機(jī)床運(yùn)動的部件上(如滑板)

光柵測量位移的實(shí)質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對位進(jìn)行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴,且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率,需要對莫爾條紋進(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,在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產(chǎn)生莫爾條紋,隨著光柵的移動,莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量。

在一個莫爾條紋寬度內(nèi),按照一定間隔放置4個光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。例如,柵線為50線對/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的計數(shù)脈沖,這在工業(yè)普通測控中已達(dá)到了很高精度。由于位移是一個矢量,即要檢測其大小,又要檢測其方向,因此至少需要兩路相位不同的光電信號。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個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端,從差分放大器輸出的兩路信其相位差為π/2,為得到判向和計數(shù)脈沖,需對這兩路信號進(jìn)行整形,首先把它們整形為占空比為1:1的方。然后,通過對方波的相位進(jìn)行判別比較,就可以得到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進(jìn)行計數(shù),可以得到光柵尺的位移和速度。

 



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