數(shù)控原理與系統(tǒng) 課件 項目五 位置檢測裝置

數(shù)控原理與系統(tǒng)——項目五位置檢測裝置項目任務(wù)學(xué)習單元參考學(xué)時項目名稱任務(wù)描述5.位置檢測裝置1.理解光電編碼器的工作原理及選型。2.理解光柵的工作原理及選型。3.了解感應(yīng)同步器。5.1概述2125.2光電編碼器45.3光柵45.4感應(yīng)同步器2任務(wù)4位置檢測裝置課時12專業(yè)能力掌握光電編碼器、光柵、感應(yīng)同步器等檢測裝置的結(jié)構(gòu)及其工作原理，了解角位移和直線位移檢測裝置在數(shù)控機床上的應(yīng)用，并能夠根據(jù)被測量正確選擇不同的檢測裝置教學(xué)任務(wù)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重難點1.理解光電編碼器的工作原理及選型。2.理解光柵的工作原理及選型。3.了解感應(yīng)同步器。1.光電編碼器工作過程的認知和應(yīng)用2.光柵尺工作過程的認知和應(yīng)用3.感應(yīng)同步器工作過程的認知和應(yīng)用1.光電編碼器的工作原理2.光柵的工作原理及結(jié)構(gòu)3.直線式感應(yīng)同步器的工作原理1認識位置檢測裝置目錄2認識光電編碼器3認識光柵尺4認識感應(yīng)同步器5.1認識位置檢測裝置

一、概述

數(shù)控機床加工中的位置精度，主要取決于數(shù)控機床驅(qū)動元件和位置檢測裝置的精度。位置檢測裝置是閉環(huán)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要組成部分，是數(shù)控機床的關(guān)鍵部件之一，其作用是檢測位移和速度，發(fā)送反饋信號，構(gòu)成閉環(huán)控制。它對于提高數(shù)控機床的加工精度有決定性的作用。

通常位置檢測裝置的精度指標主要包括系統(tǒng)精度和系統(tǒng)分辨率。系統(tǒng)精度是指在某單位長度或角度內(nèi)的最大累積測量誤差，目前直線位移的測量精度在±0.001/m到±0.02mm/m范圍內(nèi)，角位移的測量精度可達±10″/360°。而系統(tǒng)分辨率是指位置檢測裝置能夠正確檢測的最小位移量，目前直線位移的分辨率可達0.001㎜，角位移的分辨率可達2″,分辨率不僅取決于檢測裝置本身，也取決于檢測電路的設(shè)計。位置檢測裝置的分類:

一）絕對值測量方式和增量測量方式絕對值測量方式是任一被測量點位置都由一個固定的測量基準（即坐標原點）算起，每一測量點，都有一個相對原點的絕對測量值。絕對值測量裝置的結(jié)構(gòu)較增量式復(fù)雜，且分辨精度要求越高，量程越大，結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。增量測量方式檢測的是相對位移量，是終點對起點的位置坐標增量，而任何一個對中點都可作為測量起點，因而檢測裝置比較簡單，在輪廓控制數(shù)控機床上大都采用這種測量方式。增量測量的不足是，一旦某種事故(如停電、刀具損壞而停機等)發(fā)生，當事故排除后不能再找到事故前執(zhí)行部件的正確位置，必須將執(zhí)行部件移至起始點重新計數(shù)才能找到事故前的正確位置。典型的檢測元件有感應(yīng)同步器、光柵、磁尺等。二）數(shù)字式測量和模擬式測量數(shù)字式測量是將被測量以數(shù)字形式表示。數(shù)字式測量輸出信號一般是電脈沖，可以把它直接送到數(shù)控裝置（計算機）進行比較、處理。其典型的檢測裝置如光柵位移測量裝置。三）直接測量和間接測量直接測量的精度主要取決于測量元件的精度。檢測裝置直接安裝在執(zhí)行部件上，其優(yōu)點是直接反映工作臺的直線位移量。缺點是檢測裝置要和工作臺行程等長，這對大型數(shù)控機床是一個很大的限制。

表5-1常用位置檢測裝置

數(shù)字式模擬式旋轉(zhuǎn)式圓光柵、光電編碼器旋轉(zhuǎn)變壓器、圓型感應(yīng)同步器、多極旋轉(zhuǎn)變壓器直線式直線光柵、激光干涉儀、編碼尺直線型感應(yīng)同步器、磁柵、絕對值式磁尺5.2認識光電編碼器

從某種意義上來說,數(shù)控機床的加工精度主要取決檢測裝置的精度.

傳感器能分辨出的最小測量值稱為分辨率.

分辨率不僅取決于傳感器本身,也取決于測量線路.

要求：1.受溫度、濕度影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強;2.在機床執(zhí)行部件工作范圍內(nèi)，能滿足精度和速度的要求；進給速度20—30m/min，轉(zhuǎn)速高達100000r/min。

3.使用維護方便，適應(yīng)機床工作環(huán)境；4.成本低.

脈沖編碼器

一.脈沖編碼器的分類與結(jié)構(gòu)

1.分類

脈沖編碼盤是一種旋轉(zhuǎn)式的脈沖發(fā)生器,

把機械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖,是數(shù)控機床上常用的位置轉(zhuǎn)換裝置.

脈沖編碼器分為光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式.從精度和可靠性方面來看,光電式脈沖編碼器優(yōu)于其他兩種.數(shù)控機床上主要采用了光電式脈沖編碼器.

2.構(gòu)成：光源、指示光柵、圓光柵、光電元件。

光電編碼器的主要結(jié)構(gòu)是一個圓盤,其上等距分布有許多輻射狀窄縫,另有兩組靜止不動的窄縫群,相互錯開1/4節(jié)距.將圓盤與工作臺絲杠相連,由轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn).

二.光電脈沖編碼器的工作原理

1.工作原理:平行光線照到光電盤上,當圓光柵旋轉(zhuǎn)時,從兩組檢測窄縫上通過的光強度按正弦規(guī)律變化,光線透過兩個光柵的線紋部分,形成明暗相間的三路莫爾條紋.同時光電元件接收這些光信號,并轉(zhuǎn)化為交替變化的電信號AB(近似于正弦波)和Z.信號經(jīng)過放大模數(shù)轉(zhuǎn)換和方向判別后,

根據(jù)計數(shù)脈沖的個數(shù)的換算求得工作臺的位移.

2.判別旋向為了判斷光電盤轉(zhuǎn)動的方向,采用兩種方式.一是適應(yīng)帶加減計數(shù)要求的可逆計數(shù)器,形成加計數(shù)脈沖和減計數(shù)脈沖.二是適應(yīng)有計數(shù)控制端和方向控制端的計數(shù)器,

形成正走、反走計數(shù)脈沖和方向控制電平.

信號：

A\B相差90度用于計數(shù)及方向判別；

Z用于回參考點

三.絕對式編碼盤測量裝置

絕對式編碼器是將被測角位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)代碼的一種檢測裝置.圖5-7為4碼道的二進制的結(jié)構(gòu),每條碼道對應(yīng)不同的半徑,代表二進制的各位.編碼器的白色部分為絕緣體,表示二進制“0”,黑的地方為導(dǎo)電體,表示二進制“1”.4個碼道上分別裝有電刷,碼盤每周產(chǎn)生2的四次方個二進制數(shù).

當碼盤旋轉(zhuǎn)時,4個碼道上的電刷依次輸出0000-1111二進制代碼,代表對應(yīng)的絕對轉(zhuǎn)角.碼盤的分辨率與碼道數(shù)n的多少有關(guān),碼道越多,分辨率越高,其分辨率為

分辨角=360/

分辨率=1/

四.編碼器在數(shù)控機床中的應(yīng)用

1.位移測量

由于增量式光電編碼器每轉(zhuǎn)過一個分辨角對應(yīng)一個脈沖信號,根據(jù)脈沖數(shù)量、傳動比及滾珠絲杠螺距即可得出移動部件的直線位移量.如某帶光電編碼器的伺服電動機與滾珠絲杠直聯(lián)(傳動比1:1),光電編碼器1200脈沖/轉(zhuǎn),絲杠螺距6mm,在數(shù)控系統(tǒng)位置控制中斷時間內(nèi)計數(shù)1200脈沖,則該時間段內(nèi),工作臺移動距離為6mm.

四.編碼器在數(shù)控機床中的應(yīng)用

2.螺紋加工控制

為便于數(shù)控車床加工螺紋,在其主軸上安裝光電編碼器,通常與主軸直聯(lián)(傳動比1:1),要求主軸轉(zhuǎn)一周工作臺移動一個導(dǎo)程,必須有固定的起刀點和退刀點.

主軸上裝編碼器、系統(tǒng)將主軸作為位置軸來進行控制。可以控制其停在任意角度、可通過指令來指令其停止角度。

此外,螺紋加工要經(jīng)過幾次切削才能完成,每次重復(fù)切削時,開始進刀的位置必須相同.

四.編碼器在數(shù)控機床中的應(yīng)用

3.編碼器在永磁交流伺服電動機中的應(yīng)用

編碼器裝在永磁交流伺服電動機,作用有三個:(1)提供電動機定轉(zhuǎn)子之間的相互角度位置和電子電路配合,提供給三相繞組電壓,實現(xiàn)矢量控制;(2)通過頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路,提供電動機的轉(zhuǎn)速反饋信號;(3)提供數(shù)控系統(tǒng)的位置反饋信號.1光電編碼器也可以按測量的坐標系來分類，分為增量式光電編碼器和絕對式光電編碼器。以下分別介紹這兩種光電編碼器的工作原理。1.增量式光電編碼器增量式光電編碼器也稱為光電盤。其原理如圖5-1所示。

圖5-1增量式光電編碼器檢測原理1

增量式光電編碼器檢測裝置由光源、聚光鏡、光電碼盤、光欄板、光敏元件、整形放大電路和脈沖輸出裝置等組成。光電盤和光欄板用玻璃研磨拋光制成，玻璃的表面在真空中鍍一層不透明的鉻，然后用照相腐蝕法，在光電盤的邊緣上開有間距相等的透光狹縫。在光欄板上制成兩條狹縫，每條狹縫的后面對應(yīng)安裝一個光電管。當光電盤隨被測工作軸一起轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個縫隙，光電管就會感受到一次光線的明暗變化，使光電管的電阻值改變，這樣就把光線的明暗變化轉(zhuǎn)變成電信號的強弱變化，而這個電信號的強弱變化近似于正弦波的信號，經(jīng)過整形和放大等處理，變換成脈沖信號。通過計數(shù)器計量脈沖的數(shù)目，即可測定旋轉(zhuǎn)運動的角位移；通過計量脈沖的頻率，即可測定旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)速。測量結(jié)果可以通過數(shù)字顯示裝置進行顯示。12.光電編碼器的分辨率（1）物理線數(shù)。碼盤在360°具有的刻線條數(shù)，是編碼器分辨能力的表示，一般為5-10000線。有多少線，編碼器每轉(zhuǎn)就有多少個原始脈沖發(fā)出，如2500脈沖/轉(zhuǎn)（pulseperrevdution,ppr）=2500線。（2）倍頻提高分辨率。編碼器送出的1個脈沖對應(yīng)的長度并非總是等于要求的軸的分辨率。進一步提高分辨率的方法是對輸出信號進行倍頻處理。13.絕對式光電編碼器與增量式光電編碼器不同，絕對式光電編碼器是通過讀取編碼器上的圖案來取得軸的角位移，絕對式編碼器以固定點為參考原點，輸出為編碼器軸的當前值偏離原點的角位移。它是目前使用最廣泛的角位移檢測裝置。常用有光電式和接觸式兩種。圖5-3為接觸式絕對式編碼器4碼道的二進制編碼器的結(jié)構(gòu)，碼盤上有四條碼道，所謂碼道就是碼盤上的同心圓環(huán)，每條碼道對應(yīng)不同的半徑，代表二進制的各位。編碼器的白色部分為絕緣體，表示二進制0，黑的地方為導(dǎo)電體，表示二進制l。4個碼道上分別安裝有電刷，碼盤每周產(chǎn)生個二進制數(shù)。當碼盤旋轉(zhuǎn)時，4個碼道上的電刷依次輸出0000～11ll二進制編碼，代表對應(yīng)的絕對轉(zhuǎn)角。碼盤的分辨率與碼道數(shù)兒的多少有關(guān)，碼道越多，分辨率越高。接觸式碼盤原理簡明，結(jié)構(gòu)簡單，但由于電刷與碼盤接觸精度較差。1表5-3部分編碼器的規(guī)格參數(shù)類型脈沖測速電機式金屬光柵盤式玻璃光柵盤式廠家長春禹衡光學(xué)有限公司長春禹衡光學(xué)有限公司無錫瑞普科技有限公司KOYO/光洋型號FSJ-25-001-X-D100B-ZXF-P-102.4BM-C05LHKT3504-I01C1-500BZ3-5ETRD-2TH1024BF每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)2510245001000電源電壓（V）5555外觀尺寸(mm)100793550允許最大機械轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)60012000300050001編碼器在數(shù)控機床中的應(yīng)用（一）位移測量由于增量式光電編碼器每轉(zhuǎn)過一個分辨角對應(yīng)一個脈沖信號，因此，根據(jù)脈沖的數(shù)量、傳動比及滾珠絲杠螺距即可得出移動部件的直線位移量。如某帶光電編碼器的伺服電動機與滾珠絲杠直聯(lián)（傳動比1：1），光電編碼器1200脈沖/轉(zhuǎn)，絲杠螺距6mm，在數(shù)控系統(tǒng)位置控制中斷時間內(nèi)計數(shù)1200個脈沖，則在該時間段里，工作臺移動距離為6mm。（二）螺紋加工控制為便于數(shù)控機床加工螺紋，在其主軸上安裝光電編碼器，光電編碼器通常與主軸直聯(lián)（傳動比1：1）。為保證切削螺紋的螺距準確，要求主軸轉(zhuǎn)一周工作臺移動一個導(dǎo)程，必須有固定的起刀點和退刀點。安裝在主軸上的光電編碼器在切削螺紋時就可解決主軸旋轉(zhuǎn)與坐標軸進給的同步控制。保證主軸每轉(zhuǎn)一周，刀具準確地移動一個導(dǎo)程。此外，螺紋加工要經(jīng)過幾次切削才能完成，每次重復(fù)切削時，開始進刀的位置必須相同。為了保證重復(fù)切削不亂牙，數(shù)控系統(tǒng)在接收到光電編碼器中的一轉(zhuǎn)脈沖后才開始螺紋切削的計算。（三）編碼器在永磁式交流伺服電動機的應(yīng)用永磁式交流伺服電動機是當代電器伺服控制中最新的技術(shù)之一，它是利用控制理論新成果——矢量控制技術(shù)，結(jié)合電子技術(shù)中新成就實現(xiàn)的。5.3認識光柵尺

光柵

光柵用于數(shù)控機床作為檢測裝置，已有幾十年的歷史，用以測量長度、角度、速度、加速度、振動和爬行等。它是數(shù)控機床閉環(huán)系統(tǒng)用得較多的一種檢測裝置。

光柵尺外形圖

一、分類和組成

1.分類

光柵種類較多。根據(jù)工作原理分,有物理光柵和計量光柵,數(shù)控機床常用的是計量光柵。從形狀上看，又可分為圓光柵和直線光柵。圓光柵用于測量轉(zhuǎn)角位移，直線光柵用于檢測直線位移。

根據(jù)制造方法和光學(xué)原理不同，光柵可分:

透射光柵：采用經(jīng)磨制的光學(xué)玻璃或在玻璃表面感光材料的涂層上刻成光柵線紋。

特點：光源可以采用垂直入射光，光電元件直接接受光照。因此信號幅值比較大，信噪比好。光電轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單，如線性密度200線/mm。

缺點：玻璃易破裂，熱脹系數(shù)與金屬部件不一致，影響測量精度。

反射光柵：光柵和機床金屬部件的線膨脹系數(shù)一致，接長方便。也可用鋼帶做成長達數(shù)米的長光柵。缺點：為了使反射后的莫爾系數(shù)反差較大，每毫米內(nèi)線紋不宜多，常用4、10、25、40、50線/mm。

光柵線紋是光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，相鄰兩線紋之間的距離稱為柵距P可根據(jù)所需精度確定，單位長度上的刻線數(shù)目稱為線紋密度

4、10、25、50、100、200、250線/mm。

2.組成本節(jié)著重介紹一種應(yīng)用比較廣泛的透射式直線光柵。直線光柵通常包括一長和一短兩塊配套使用，其中長的稱為標尺光柵或長光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。短的為指示光柵或短光柵，固定在讀數(shù)頭里,裝在機床固定部件上。

兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為25、50、100、250條/mm等。

光柵尺檢測裝置由光源、光柵尺和光電轉(zhuǎn)換元件和驅(qū)動線路組成.組成參見下圖.

光柵尺:在真空鍍膜的玻璃片或長條形金屬鏡面上光刻出均勻密集的線紋.

柵距:線紋之間距離相等，該間距稱為柵距，測量時它們相互平行放置，并保持0.05～0.1mm的間隙。

柵距角:兩條向心條紋線之間的夾角.

光柵讀數(shù)頭(光電轉(zhuǎn)換器)的作用是把光柵莫爾條紋變?yōu)殡娦盘?它由光源.透鏡.指示光柵.光敏元件和驅(qū)動線路組成.它又分光讀數(shù)頭.反射讀數(shù)頭.鏡像讀數(shù)頭等幾種.

光源采用普通的燈泡，發(fā)出輻射光線，經(jīng)過聚光鏡后變?yōu)槠叫泄馐丈涔鈻懦?。當兩光柵尺相對移動時,使兩光柵尺形成明暗相間的放大條紋并照射在光電池上,光電池感受信號,經(jīng)變換處理為脈沖信號,通過對脈沖計數(shù)就可以反映出移動部件的位移.

光電元件（常使用硅光電池）接受透過光柵尺光強信號，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號。由于此信號比較微弱，在長距離傳遞時，很容易被各種干擾信號淹沒，造成傳遞失真，驅(qū)動線路的作用就是將電壓信號進行電壓和功率放大。

二、工作原理

若標尺光柵和指示光柵的柵距相等，指示光柵在其自身平面內(nèi)相對于標尺光柵傾斜一個很小的角度，兩塊光柵的刻線就會相交。當燈光通過聚光鏡呈平行光線垂直照射在標尺光柵上，在兩塊光柵線相交的鈍角平分線上，出現(xiàn)明暗交替、間隔相等的粗短條紋，稱之為橫向莫爾條紋。

莫爾條紋的演示.

原因：擋光積分效應(yīng)

長光柵莫爾條紋播放動畫Return播放中……圓弧莫爾條紋單擊準備演示播放動畫Return

原理：(光的衍射現(xiàn)象)由于兩光柵間有一個微小的傾斜角，使其線紋相互交叉，在交叉近旁墨線重疊，減少了擋光面積，擋光效應(yīng)弱，在這個區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)亮帶，光強最大。相反，離交叉點遠的地方，兩光柵不透明墨線重疊部分減少，擋光面積增大，擋光效應(yīng)增強，由光源發(fā)出的光幾乎全被擋住而出現(xiàn)暗帶，光強為0，這就形成了粗光柵的橫向莫爾條紋節(jié)距W。

當指示光柵沿標尺光柵連續(xù)移動時，莫爾條紋光強變化規(guī)律近似正弦曲線，光電元件所感應(yīng)的光電流變化規(guī)律也近似正弦曲線。

每移動一個（柵距），莫爾條紋就上下移動一個節(jié)距，光電流就變化一次。

1.放大作用

用W（mm）表示莫爾條紋的寬度，d(mm)表示柵距，Θ(rad)為光柵線紋之間的夾角，如圖所示則有

W=d/Θ

莫爾條紋寬度W與角成反比，越小，放大倍數(shù)越大。

2.均化誤差作用

莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如，200條/mm的光柵，10mm寬的光柵就由2000條線紋組成，這樣?xùn)啪嘀g的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵距之間不均勻造成的誤差。

3.莫爾條紋的移動與柵距的移動成比例

當光柵尺移動一個柵距d時，莫爾條紋也剛好移動了一個條紋寬度W。只要通過光電元件測出莫爾條紋的數(shù)目，就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的距離可以計算出來。若光柵移動方向相反，則莫爾條紋移動方向也相反

4.直線光柵檢測的辨向

采用一個光電元件所得到光柵信號只能計數(shù)，但不能辯識運動的方向。為了確定運動，至少需要兩個光電元件。因此通過S1和S2的光束分別為兩個光電元件所接受。當光柵移動時，莫爾條紋通過兩個隙縫的時間不同。所以兩個光電元件所獲得的電信號相同，但相位相差90°。

光柵系統(tǒng)分辨率與柵距W和細分倍數(shù)n有關(guān)分辨率=W/n.

裝置結(jié)構(gòu)簡單,易受切屑和油污等感染,

由于標尺光柵較長,室溫變化,

引起0.02毫米的誤差.

三.特點及維護由于光柵的刻線可以制作十分精確，同時莫爾條紋對刻線局部誤差有均化作用，因此，柵距誤差對測量精度影響較小。也可采用信號。

在檢測過程中，標尺光柵與指示光柵不直接接觸，沒有磨損，因而精度可以長期保持。

光線刻線要求很精確，兩光柵之間的間隙及傾斜角都要求保持不變，制造調(diào)試比較困難。光學(xué)系統(tǒng)易受外界的影響產(chǎn)生誤差，同時又有灰塵、油、冷卻液等污物的侵入，易使光學(xué)系統(tǒng)變質(zhì)。

一、光柵的工作原理光柵主要有兩大類，物理光柵和計量光柵。物理光柵的測量精度非常高（柵距為0.002～0.005㎜）通常用于光譜分析和光波波長測定等。計量光柵相對而言刻度線粗一些，柵距大一些（0.004～0.25mm）通常用于檢測直線位移和角位移等。在高精度數(shù)控機床上，目前大量使用計量光柵作為位置檢測裝置。下面介紹的就是計量光柵。光柵位置檢測裝置的構(gòu)成如圖5-8所示

圖5-8光柵位置檢測裝置的構(gòu)成1—光源2—透鏡3—標尺光柵4—指示光柵5—光電池1（一）光柵的分類光柵主要用于檢測直線位移和角位移。檢測直線位移的稱為直線光柵，檢測角位移的稱為圓光柵。1.直線光柵直線光柵主要有玻璃透射光柵和金屬反射光柵兩種。玻璃透射光柵是在透明的光學(xué)玻璃表面制成感光涂層或金屬鍍膜，經(jīng)過涂敷、蝕刻等工藝制成間隔相等的透明與不透明線紋，所以稱為透射光柵。1圖5-9透射光柵檢測裝置Q—光源L—透鏡G1—標尺光柵G2—指示光柵P—光電元件t—兩光柵距離2.圓光柵圓光柵用于測量角位移。它是在玻璃圓盤的圓環(huán)端面上，制成黑白相間的條紋，條紋呈輻射狀，相互間的夾角相等。圓光柵的檢測原理與直線光柵檢測原理相同，其輸出的信號表示角位移。1（二）直線透射光柵的工作原理1.直線透射光柵的構(gòu)造直線透射光柵由標尺光柵、指示光柵、光源、透鏡、光電元件及檢測電路等組成，如圖5-11所示。標尺光柵和指示光柵也可分別稱為長光柵和短光柵，它們的線紋密度相等。長光柵可安裝在機床的固定部件上（如機床床身），其長度選定為機床工作臺的全行程。短光柵則安裝在機床的運動部件上（如工作臺）。當工作臺移動時，指示光柵與標尺光柵產(chǎn)生相對移動。兩光柵尺面相互平行地重疊在一起，并保持一定的間隙，且兩平面相對轉(zhuǎn)過一個很小的角度。在實際應(yīng)用中，總是把光源、指示光柵和光敏元件等組合在一起，稱為讀數(shù)頭。因此，光柵位置檢測裝置可以看成是由讀數(shù)頭和標尺光柵兩部分組成。12.直線透射光柵的工作原理圖5-11是莫爾條紋形成原理圖。1二、光柵檢測裝置及其應(yīng)用光柵裝置是數(shù)據(jù)控設(shè)備、坐標鏜床、工具顯微鏡X-Y工作臺及某些坐標測量儀器上廣泛使用的位置檢測裝置。光柵主要用于測量運動位移，確定工作臺運動方向及確定工作臺運動的速度。1.單場掃描技術(shù)新型的單場掃描技術(shù)，其掃描掩膜帶一個大尺寸光柵，柵距與光柵標尺的柵距略有不同（圖7）。由此在掃描掩膜光柵長度上會產(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。而在這兩者之間，空隙部分被遮擋。這起到了光學(xué)過濾的作用。使得產(chǎn)生均勻的正弦性信號成為可能。特制的柵狀感光元件取代了獨立感光元件，生成四個相位差為90度的掃描信號。12.增量式光柵和絕對式光柵①

增量式光柵

增量式光柵的測量原理是將光源透射過一個光柵尺運動副兩光柵尺相對運動時可形成莫爾條紋，對此莫爾條紋進行計數(shù)、細分，得到周期內(nèi)的位移變化量，并通過在光柵上設(shè)定的參考點來確定整周期的絕