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技術(shù)專欄
2024.09.12

光柵尺的工作原理和使用注意事項

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  光柵尺位移傳感器簡稱光柵尺,結(jié)構(gòu)如下圖所示。工作原理是由一對光柵副中的主光柵尺(即標(biāo)尺光柵)和副光柵尺(即指示光柵)進行相對位移時,在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間(或明暗相間)的規(guī)則條紋圖形,稱為莫爾條紋。經(jīng)過光電器件使黑白(或明暗)相同的條紋轉(zhuǎn)換成正弦波變化的電信號,再經(jīng)過放大器放大,整形電路整形后,得到兩路相差為90°的正弦波或方波,送入光柵數(shù)顯表計數(shù)顯示。

光柵尺的結(jié)果圖片

  常見光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進行工作的測量反饋裝置。作為閉環(huán)系統(tǒng)中常用的位移測量裝置,光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床、加工中心以及測量儀器等方面,可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖,具有檢測范圍大、檢測精度高、響應(yīng)速度快的特點。

  光柵線位移傳感器的測量準(zhǔn)確度,首先取決于標(biāo)尺光柵刻線劃分度的質(zhì)量和指示光柵掃描的質(zhì)量(柵線邊沿清晰至關(guān)重要),其次才是信號處理電路的質(zhì)量和指示光柵沿標(biāo)尺光柵導(dǎo)向的誤差。影響光柵尺測量準(zhǔn)確度的是在光柵整個測量長度上的位置偏差和光柵一個信號周期內(nèi)的位置偏差。

  光柵尺使用注意事項

  1、一般將主尺安裝在機床的工作臺(滑板)上,隨機床走刀而動,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。安裝時必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。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)盡量安裝在相對機床靜止的部件上,此時輸出導(dǎo)線不移動、易固定,而尺身則應(yīng)安裝在相對機床運動的部件上(如滑板)。

  2、拆信號線時應(yīng)切斷電源。

  3、光柵尺嚴(yán)禁劇烈震動撞擊,以免破壞光柵尺,一旦光柵尺斷裂,光柵傳感器就失效了。

  4、不要自行拆開光柵傳感器,更不能任意改動主光柵尺與副光柵尺的相對間距,否則,一方面可能破壞光柵傳感器的精度;另一方面還可能造成主光柵尺與副光柵尺的相對摩擦,損壞鉻層也就損壞了柵線,造成光柵尺報廢。

  5、應(yīng)注意防止油及水污染光柵尺面,以免破壞光柵尺線的條紋分布,增大測量誤差。

  6、光柵傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作,以避免蝕光柵鉻層及光柵尺表面,破壞光柵尺質(zhì)量。


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