直線電機(jī)是一種高精度的特種電機(jī)。博智達(dá)直線電機(jī)的定位精度為0。01μm~10μm。然后直線電機(jī)如何實(shí)現(xiàn)線性位移的精確反饋？這是直線光柵尺。

 

    光柵秤又稱光柵位移傳感器（光柵秤），是利用光柵光學(xué)原理的測(cè)量反饋裝置。光柵尺常用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用于檢測(cè)直線位移或角位移。輸出信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測(cè)范圍大、檢測(cè)精度高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。例如，在數(shù)控機(jī)床中，經(jīng)常使用它來檢測(cè)刀具和工件的坐標(biāo)，觀察和跟蹤切削誤差，從而起到補(bǔ)償?shù)毒哌\(yùn)動(dòng)誤差的作用。

 

 

    光柵尺由光柵尺和光柵讀數(shù)頭兩部分組成?？潭裙鈻乓话愎潭ㄔ跈C(jī)床的固定零件上，光柵讀頭安裝在直線電機(jī)電機(jī)上，指示光柵安裝在光柵讀頭上。

 

    通懋直線電機(jī)光柵尺

 

    光柵檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀出頭，它由光源、會(huì)聚透鏡、光柵指示、光電元件和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。光柵讀頭結(jié)構(gòu)有多種類型，根據(jù)讀頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，可分為直接接收式讀頭（或硅光電池讀頭、鏡讀頭、分光鏡讀頭、金屬光柵反射讀頭）。

 

 

    透射光柵作為一個(gè)例子，當(dāng)一個(gè)小角θ之間形成線模式指示光柵和規(guī)模光柵模式，和兩個(gè)光柵規(guī)模方面相對(duì)平行，在光源的照明下，明暗條紋形成幾乎垂直網(wǎng)格模式。這種條紋叫做“波紋條紋”。嚴(yán)格地說，莫爾條紋的方向垂直于兩個(gè)光柵之間夾角的平分線。兩個(gè)亮或暗行之間的距離在莫爾條紋稱為莫爾條紋的寬度，用WW=ω/2*sin（θ/2）=ω/θ

 

 

    （1）莫爾條紋的變化規(guī)律

 

    兩個(gè)光柵移動(dòng)一個(gè)網(wǎng)格距離，莫爾條紋移動(dòng)一個(gè)條紋距離。由于光的衍射和干涉，莫爾條紋的變化規(guī)律與正（余弦）函數(shù)相似，變化周期的數(shù)目與光柵相對(duì)位移的網(wǎng)格間距的數(shù)目是同步的。

 

    （2）放大

    當(dāng)兩光柵之間的夾角很小，有下列關(guān)系莫爾條紋的寬度W和光柵ω，光柵角θ。，θ的單位是rad和W的單位是毫米。自傾角很小，sinθ很小，那么W=ω/θ；如果ω=0。01毫米，θ=0。01rad，那么w=1可以從上面的公式，即光柵是放大了100倍。

 

 

    莫爾條紋是由若干條柵狀條紋構(gòu)成的。例如，對(duì)于每毫米有100條線的光柵，有1000條寬度為10毫米的莫爾條紋。這樣可以平均網(wǎng)格間的相鄰誤差，消除網(wǎng)格間距不均勻和網(wǎng)格斷裂引起的誤差。

 

 

    1。電子分艙和方向測(cè)定

 

    光柵位移測(cè)量的實(shí)質(zhì)是以光柵格距為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行位置稱重的測(cè)量。高分辨率光柵尺通常價(jià)格昂貴，制造難度大。為了提高系統(tǒng)的分辨率，需要對(duì)莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分。目前，光柵尺度傳感器系統(tǒng)主要采用電子細(xì)分方法。當(dāng)兩個(gè)光柵以較小的傾角重疊時(shí)，在與光柵劃線大致垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋。當(dāng)光柵移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋也會(huì)上下移動(dòng)。將光柵間距的測(cè)量轉(zhuǎn)化為莫爾條紋的測(cè)量。

 

    在莫爾條紋寬度范圍內(nèi)，通過將四個(gè)光電器件固定間距放置，實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分和方向確定功能。例如，與50雙光柵規(guī)模/mm網(wǎng)格光柵柵線和0。02毫米的間距可以用來獲得一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖分辨率為5μm如果采用四細(xì)分，達(dá)到了高精度的工業(yè)常見的測(cè)量和控制。由于位移是一個(gè)矢量，要檢測(cè)其大小和方向，至少需要兩個(gè)不同相位的光電信號(hào)。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常使用由低漂移運(yùn)算放大器組成的差分放大器。由四個(gè)光敏器件獲得的四個(gè)光電信號(hào)分別送入兩個(gè)差分放大器的輸入端。兩個(gè)信號(hào)的相位差的輸出差動(dòng)放大器是π/2。為了獲得方向確定和脈沖計(jì)數(shù)，需要對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行整形。首先，它們被塑造成占空比為1：1的方波。然后，通過比較方波的相位，我們可以等到光柵尺的移動(dòng)方向。通過計(jì)算方波脈沖，可以得到光柵尺的位移和速度。