光栅传感器要点详解.ppt

分辨力? =W =1/50=0.02mm=20?m 放大倍数≈1/θ= 1/(1.8? ×3.14/180? )≈ 31.83 莫尔条纹的宽度 L=W/θ≈0.637 mm 例：一直线光栅，每毫米刻线数为50，主光栅与指示光栅的夹角β= 1.8?，分辨力、放大倍数、莫尔条纹的宽度分别为多少？ B u1 u2 B/4 四、检测与数据处理 1.辨向 微分 微分 反 相 Y1 Y2 加法脉冲 减法脉冲 整形放大 整形放大 u1 u2 u1 u2 整形放大 u1 u2 u2 u1 微分 微分 反 相 Y1 Y2 加法脉冲 减法脉冲 u1 u1f u1f 正向移动时 u1 整形放大 u2 u2 整形放大 u1 u2 u2 u1 微分 微分 反 相 Y1 Y2 加法脉冲 减法脉冲 u1 u1f u1f u1 整形放大 u2 u2 正向移动时 u1 u2 u2 u1f u1 整形放大 微分 微分 反 相 Y1 Y2 加法脉冲 减法脉冲 u1 u1f u1 整形放大 u2 u2 反向移动时 微分 微分 反 相 Y1 Y2 加法脉冲 减法脉冲 整形放大 整形放大 u1 u2 u1 u2 采用电路的手段对周期性的测量信号进行插值，以提高分辨率。 u1 L 用鉴频器鉴取四个信号的零电平， 当每个信号从负到正过零点时发一个计数脉冲 L n W/n W 为光栅设计的专用数据转接器（光栅计数卡） 内部包含以下电路：放大、整形、细分、辨向、报警、阻抗变换等。 为光栅设计的专用信号处理单元 （光栅插补器） 功能同上页 光栅在机床上的安装位置（2个自由度） 光栅在机床上的安装位置（3个自由度） 数显表 光栅在机床上的安装位置 （3个自由度）（续） 2自由度光栅数显表 X位移显示 Y位移显示 3自由度光栅数显表 光栅数显表（续） 三座标数显表 SDS8-3E 光栅数显箱功能: 公制/英制转换绝对/相对转换线性误差补偿正反方向计算归零插值补偿到达目标值停机PCD圆周分孔200组零位记忆电蚀深度目标值显示实时工作位置显示掉电记忆 光栅数显表（续） 设定按键 比较 电路 驱动 装置 伺服 电动机 信号处理电路 工作台 光栅 传感器 位置指令 Pc Pe 位置偏差 位置反馈 Pf 数控机床的位置控制系统 安装有直线光栅的数控机床加工实况 防护罩内为直线光栅 光栅扫描头 被加工工件 切削刀具 角编码器安装在夹具的端部 精细位移难测量 请来光栅帮帮忙 要想真正测的准 莫尔条纹最紧要 如何保证精度高 辨向细分少不了 磁栅传感器 磁栅价格低于光栅，且录磁方便、易于安装，测量范围宽可超过十几米，抗干扰能力强。磁栅可分为长磁栅和圆磁栅。长磁栅主要用于直线位移测量，圆磁栅主要用于角位移测量。磁栅传感器主要由磁尺、磁头和信号处理电路组成。 磁栅传感器 基本工作原理 磁尺与磁头接触，使用寿命不如光栅，数年后易退磁。 磁栅在磨床测长系统中的应用 磁尺 磁头安装在何处？ * Nihao * 位置测量方法 直接测量 若位置传感器所测量的对象就是被测量本身，则该测量方式称为直接测量。 间接测量 若旋转式位置传感器测量回转运动只是中间值，由它再推算出与之关联的移动部件的直线位移，则该测量方式称为间接测量。 绝对式测量 特点： 每个被测点都有一个对应的编码，常以二进制数据形式来表示。 绝对式测量即使断电之后再重新上电，也能读出当前位置的数据。 增量式测量 特点： 只能获得位移增量。移动部件每移动一个基本长度单位，位置传感器便发出一个测量信号。 光栅传感器 光 栅 尺 光栅 物理光栅 计量光栅 基于光的衍射现象 基于光的透射和反射现象 透射式光栅 反射式光栅 长光栅 圆光栅 一、装置分类 透镜 光栅副 光电元件 光源 二、装置结构 尺身 尺身安装孔 反射式扫描头 （与移动部件固定） 扫描头安装孔 可移动电缆 光栅的外形及结构 防尘保护罩的内部为长光栅 扫描头（与移动部件固定） 光栅尺 可移动电缆 光栅的外形及结构（续） 反射式光栅 透射式光栅 透射式圆光栅 固定 什么是光栅？ 由大量等宽等间距的平行狭缝组成的光学器件 a b W 光栅栅距 或 光栅常数 三、工作原理 W 条纹间距 W 条纹间距 光电元件 W 如何测量微小位移量？ 光电元件 光电元件感受的光强变化是否明显？ β 莫尔现象演示 条纹位置 方向不同 条纹运动 方向不同 莫尔条纹特性 1.莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成，对光栅的刻划误差有平均作用，从而能在很大程度上消除光栅刻线不均匀引起的误差。