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較早公告: KUBLER旋轉(zhuǎn)編碼器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和顯著的優(yōu)勢(shì)。本文將對(duì)它的工作原理及其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行深入解析,以期為相關(guān)行業(yè)從業(yè)者提供有價(jià)值的參考。一、工作原理工作原理基于光電掃描原理,其核心部件為一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)。該碼盤(pán)上刻有環(huán)形通、暗刻線,當(dāng)碼盤(pán)隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí),光電發(fā)射和接收器件會(huì)讀取這些刻線,從而產(chǎn)生電信號(hào)。具體來(lái)說(shuō),光電碼盤(pán)的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致透光窗口和不透光窗口交替經(jīng)過(guò)光電發(fā)射器,進(jìn)而在接收器上產(chǎn)生光信號(hào)的變化。這些光信號(hào)變化隨后被轉(zhuǎn)換成電信號(hào),形成四組正弦波信號(hào),分別組合成A、B、C、D四相
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heidenhain海德漢光電掃描原理
點(diǎn)擊次數(shù):1158 更新時(shí)間:2019-08-08

大多數(shù)海德漢公司的光柵尺或編碼器都用光電掃描原理。光電掃描測(cè)量基準(zhǔn)是非接觸式掃描,因此無(wú)磨損。這種光電掃描方法能檢測(cè)到非常細(xì)的線條,通常不超過(guò)幾微米寬,而且能生成信號(hào)周期很小的輸出
信號(hào)。
測(cè)量基準(zhǔn)的柵距越小,光電掃描的衍射現(xiàn)象越嚴(yán)重。海德漢角度編碼器采用兩種掃描方法:
• 成像掃描原理用于20 µm至40 µm的柵距
• 干涉掃描原理用于更小柵距的光柵,例如,8 µm。

成像掃描原理
簡(jiǎn)單的說(shuō),成像掃描原理是采用透射光生成信號(hào):兩個(gè)具有相同或相近柵距的測(cè)量基準(zhǔn)和掃描掩模彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。掃描掩膜的基體是透明的,而作為測(cè)量基準(zhǔn)的光柵可以是透明的也可以是反射的。

當(dāng)平行光穿過(guò)一個(gè)光柵時(shí),在一定距離處形成明/暗區(qū)。掃描光柵就位于該位置。當(dāng)兩個(gè)光柵相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)光柵的光得到調(diào)制。如果狹縫對(duì)齊,則光線穿過(guò)。如果一個(gè)光柵的刻線與另一個(gè)光柵的狹縫對(duì)
齊,光線無(wú)法通過(guò)。光電池組將這些光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。特殊結(jié)構(gòu)的掃描掩膜將光強(qiáng)調(diào)制為近正弦輸出信號(hào)。

柵距越小,掃描掩膜和光柵尺帶間的間距越小,公差越嚴(yán)。成像掃描的10 µm或更大柵距的編碼器允許的編碼器安裝公差相對(duì)
較大。
例如,采用成像掃描原理的ERA系列角度編碼器。

干涉掃描原理

 

干涉掃描原理是利用精細(xì)光柵的衍射和干涉形成位移的測(cè)量信號(hào)。階梯狀光柵用作測(cè)量基準(zhǔn):高度0.2 µm的反光線刻在平反光面中。光柵尺帶的前方是掃描掩膜,其柵距與光柵尺帶的柵距相同,是透射相位光柵。

 

光波照射到掃描掩膜時(shí),光波被衍射為三束光強(qiáng)近似的光:-1、0和+1。光柵尺帶衍射的光波中,反射的衍射光中光強(qiáng)QIANG的光束為+1和-1。這兩束光在掃描掩膜的相位光柵處再次相遇,又一次被衍射和干涉。它也形成三束光,并以不同的角度離開(kāi)掃描掩膜。光電池將這些交變的光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。

 

掃描掩膜與光柵尺帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使級(jí)的衍射光產(chǎn)生相位移:當(dāng)光柵移過(guò)一個(gè)柵距時(shí),前一級(jí)的+1衍射光在正方向上移過(guò)一個(gè)光波波長(zhǎng),-1衍射光在負(fù)方向上移過(guò)一個(gè)光波波長(zhǎng)。由于這兩個(gè)光波在離開(kāi)掃描光柵時(shí)將發(fā)生干涉,光波將彼此相對(duì)移動(dòng)兩個(gè)光波波長(zhǎng)。也就是說(shuō),相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距可以得到兩個(gè)信號(hào)周期。

 

例如,干涉光柵尺的柵距一般為8 µm、•4•µm甚至更小。其掃描信號(hào)基本沒(méi)有高次諧波,能進(jìn)行高倍頻細(xì)分。因此,這些光柵尺特別適用于小測(cè)量步距和高精度應(yīng)用。
例如,采用干涉掃描原理的ERP系列角度編碼器。

 

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