海德汉光栅尺的测量原理与测量基准

　　海德汉光栅尺的测量原理与测量基准

　　海德汉直线光栅尺在发货前全部会进行精度和功能检验。

　　精度检定在两个运动方向上执行。精心选择的测量位置数能确保准确确定大测量范围误差和单信号周期内的位置误差。

　　检验合格证是每个光栅尺或编码器符合系统精度要求的证明。检定标准符合*或国际公认标准要求，能确保满足EN ISO9001的可追溯性要求。

　　海德汉LIP和PP系列光栅尺的检定记录图还提供整个测量范围的位置误差。也提供测量参数和检定测量的不确定性数据。

　　温度范围

　　检定直线光栅尺时的标准温度为20 °C。

　　测量基准

　　海德汉公司的光学扫描海德汉光栅尺,海德汉编码器的测量基准都是周期刻线-光栅。

　　这些光栅刻在玻璃或钢材基体上。大长度测量用的光栅尺带的基体为钢带。

　　海德汉公司用以下特别开发的光刻工艺制造精密光栅。

• AURODUR：在镀金钢带上蚀刻线条，典型栅距40 μm

• METALLUR：抗污染的镀金层金属线，典型栅距20 μm

• DIADUR：玻璃基体的超硬铬线(典型栅距20 μm)或玻璃基体的三维铬线格栅(典型栅距8 μm)

• SUPRADUR相位光栅：光学三维平面格栅线条;超强抗污能力;典型栅距不超过8 μm

• OPTODUR相位光栅：光学三维平面格栅线条，超高反光性能，典型栅距不超过2 μm

　　这种方法除了能刻制栅距非常小的光栅外，而且刻制的光栅线条边缘清晰、均匀。再加上光电扫描法，这些边缘清晰的刻线是输出高质量信号的关键。

　　母版光栅采用海德汉公司定制的精密刻线机制造。

　　*测量法

　　*测量法是指编码器通电时就立即提供位置值并随时供后续信号处理电子电路读取。无需移动轴执行参考点回零操作。*位置信息来自光栅码盘，它由一系列*码组成。单独的增量刻轨信号用于在细分后得到位置值，同时也生成供选用的增量信号(与接口类型有关)。

　　增量测量法

　　增量测量法的光栅由周期性刻线组成。位置信息通过计算自某个设置的原点开始的增量数(测量步距数)获得。由于必须用*参考点确定位置值，因此测量基准的光栅尺上还刻有一个参考点轨。参考点确定的光栅尺带的*位置值可以精确到一个信号周期。因此，必须通过扫描参考点建立*基准点或确定上次选择的原点。

　　*差情况时，机床需要移动测量范围上的较大部分。为加快和简化“参考点回零”操作，许多海德汉光栅尺刻有距离编码参考点，这些参考点彼此相距数学算法确定的距离。移过两个相邻参考点后(一般只需运动数毫米(见下表)，后续电子电路就能找到*参考点位置。

　　凡型号后有字母“C”的编码器为距离编码参考点(例如LIP 581 C)

　　距离编码参考点的*参考点R位置用两个参考点间信号周期数和以下公式计算：

　　P1 = (abs R–sgn R–1) x N/2 + (sgn R–sgn D) x (abs MRR/2)

　　和

　　R = 2 x MRR–N

　　其中：

　　P1 = *个移过的参考点位置，信号周期数

　　abs = *值

　　sgn = 代数符号(“+1”或“–1”)

　　MRR = 移过的两个参考点间的信号周期数

　　N = 两个固定参考点间的名义增量值，信号周期数(见下表)

　　D = 运动方向(+1或–1)。读数头向右运动(正确安装时)等于+1