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怡信GS10光栅尺的测量系统讲解
   怡信GS10光栅尺常见的原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时,必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下,交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠,因而遮光面积最小,挡光效应最弱,光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反,距交叉点较远的区域,因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少,不透明区域面积逐渐变大,即遮光面积逐渐变大,使得挡光效应变强,只有较少的光线能通过这个区域透过光栅,使这个区域出现暗带,从而便形成了我们所见到的莫尔条纹。
  光栅尺测量系统主要由光源、透镜、标尺光栅、指示光栅、光敏元件和信号处理电路组成。信号处理电路又具有放大、整形和鉴向倍频功能。通常情况下,除标尺光栅与工作台装在一起随工作台移动外,光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个壳体内,做成一个单独部件固定在机床上。这个部件称为光栅读头,其作用是将莫尔条纹的信号转换成所需的电脉冲信号。当标尺光栅随工作台一起移动时,光源通过聚光镜后,透过标尺光栅和指示光栅形成忽明忽暗的莫尔条纹(光信号);光敏元件把光信号转换成电信号,然后通过信号处理电路的放大、整形、鉴相倍频后输出或显示。为了测量转向,至少要放置两个光敏元件,两者相距1/4莫尔条纹节距,这样当莫尔条纹移动时,会得到两路信号相位相差π/2的波形;将输出信号送入鉴向电路,即可判断移动方向。
  为提高光栅的分辨率,通常还用4倍频的方法细分。所谓4倍频细分,就是将莫尔条纹原来的每个脉冲信号,变为在0、π/2、π、3π/2时都有脉冲输出,从而使精度提高了4倍。若光栅栅距0.01mm,则工作台每移动0.0025mm,系统就会送出一个脉冲,即分辨率为0.0025mm。由此可见,光栅尺测量系统的分辨率不仅取决于光栅尺的栅距,而且取决于鉴相倍频的倍数n,即分辨率=栅距/n。
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