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機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
2013-03-12
單場(chǎng)掃描技術(shù)和絕對(duì)式測(cè)量技術(shù)是當(dāng)前角度和長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)發(fā)展中最主要的兩個(gè)方向，而且單場(chǎng)掃描技術(shù)和絕對(duì)式測(cè)量技術(shù)還可以組合應(yīng)用。同時(shí)采用這兩種技術(shù)的單場(chǎng)掃描絕對(duì)式測(cè)量設(shè)備無論從信號(hào)質(zhì)量、抗污染能力、測(cè)量速度還是可靠性來看都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備，此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上的迅速推廣也證實(shí)了這一點(diǎn)。
單場(chǎng)掃描技術(shù)
傳統(tǒng)的角度和長(zhǎng)度測(cè)量設(shè)備所采用的四場(chǎng)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(duì)運(yùn)動(dòng)。穿過標(biāo)尺與掩膜光線的明暗程度按標(biāo)尺與掩膜相對(duì)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(shí)，光線得以穿過；當(dāng)柵線與空隙重合時(shí)，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?hào)。掃描掩膜上有四個(gè)掃描區(qū)，各掃描區(qū)光柵間互相錯(cuò)開1/4柵距，對(duì)應(yīng)于這四個(gè)掃描區(qū)的感光元件生成相位差為90°的四個(gè)正弦信號(hào)。這四個(gè)掃描信號(hào)不以零線為其中線，所以需要將四個(gè)信號(hào)兩兩相減，以獲得兩個(gè)90°相位差，中線為零線的輸出信號(hào)l1和l2。
新型的單場(chǎng)掃描技術(shù)中，掃描掩膜帶一個(gè)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(zhǎng)度上會(huì)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(hào)成為可能。特制的柵狀感光元件取代了獨(dú)立感光元件，生成四個(gè)相位差為90°的掃描信號(hào)。
單場(chǎng)掃描光學(xué)掃描系統(tǒng)對(duì)角度和長(zhǎng)度測(cè)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(cè)量設(shè)備全行程中產(chǎn)生穩(wěn)定質(zhì)量的掃描信號(hào)，這正是下列幾點(diǎn)的前提條件：信號(hào)周期內(nèi)位置誤差較?。桓吖鈻胚\(yùn)行速度；使用直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，控制品質(zhì)高。
在示波器XY顯示模式下可明顯地看到單場(chǎng)掃描的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)單場(chǎng)掃描光柵尺的輸出信號(hào)具有更好的圓度和更小的信號(hào)噪聲，這意味著更高的定位精度和更佳的控制品質(zhì)。對(duì)直線電機(jī)而言，配備了單場(chǎng)掃描光柵尺后，速度控制可以更為平滑。
單場(chǎng)掃描技術(shù)
傳統(tǒng)的角度和長(zhǎng)度測(cè)量設(shè)備所采用的四場(chǎng)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(duì)運(yùn)動(dòng)。穿過標(biāo)尺與掩膜光線的明暗程度按標(biāo)尺與掩膜相對(duì)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(shí)，光線得以穿過；當(dāng)柵線與空隙重合時(shí)，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?hào)。掃描掩膜上有四個(gè)掃描區(qū)，各掃描區(qū)光柵間互相錯(cuò)開1/4柵距，對(duì)應(yīng)于這四個(gè)掃描區(qū)的感光元件生成相位差為90°的四個(gè)正弦信號(hào)。這四個(gè)掃描信號(hào)不以零線為其中線，所以需要將四個(gè)信號(hào)兩兩相減，以獲得兩個(gè)90°相位差，中線為零線的輸出信號(hào)l1和l2。
新型的單場(chǎng)掃描技術(shù)中，掃描掩膜帶一個(gè)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(zhǎng)度上會(huì)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(hào)成為可能。特制的柵狀感光元件取代了獨(dú)立感光元件，生成四個(gè)相位差為90°的掃描信號(hào)。
單場(chǎng)掃描光學(xué)掃描系統(tǒng)對(duì)角度和長(zhǎng)度測(cè)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(cè)量設(shè)備全行程中產(chǎn)生穩(wěn)定質(zhì)量的掃描信號(hào)，這正是下列幾點(diǎn)的前提條件：信號(hào)周期內(nèi)位置誤差較?。桓吖鈻胚\(yùn)行速度；使用直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，控制品質(zhì)高。
在示波器XY顯示模式下可明顯地看到單場(chǎng)掃描的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)單場(chǎng)掃描光柵尺的輸出信號(hào)具有更好的圓度和更小的信號(hào)噪聲，這意味著更高的定位精度和更佳的控制品質(zhì)。對(duì)直線電機(jī)而言，配備了單場(chǎng)掃描光柵尺后，速度控制可以更為平滑。
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