德國HEIDENHAIN海德漢光柵尺LS487C ML220MM工作原理

德國HEIDENHAIN海德漢光柵尺LS487C ML220MM輸出波形為正弦波，主要用于精密儀器的數字化改造。最高分辨率可達0.1μm;封閉式則主要用于普通機床，儀器的數字化改造，輸出波形為方波。敞開式傳感器由光柵尺和光柵讀數頭兩部分組成。封閉式傳感器由光柵尺、一般將主尺安裝在機床的工作臺(滑板)上，隨機床走刀而動，讀數頭固定在床身上，光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴，且制造困難。為了提高系統分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，光柵尺傳感器系統多采用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時，安裝光柵尺傳感器時，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。

光柵主尺及讀數頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導軌運動的方向平行度。千分表固定在床身上，移動工作臺，要求達到平行度為0.1mm/1000mm以內。如果不能達到這個要求，則需設計加工一件光柵尺基座。應加一根與光柵尺尺身長度相等的基座（最好基座長出光柵尺50mm左右）。該基座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行0.1mm/1000mm以內。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數頭基座。讀數頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時，調整讀數頭位置，達到讀數頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋，隨著光柵的移動也隨之上下移動。

這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數的測量。在一個莫爾條紋寬度內，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數脈沖，這在工業普通測控中已達到了很高精度。由于位移是一個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運放構成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數脈沖，需對這兩路信號進行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波盡可能使讀數頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數頭朝上的方式安裝時，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數頭應盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導線不移動易固定，而海德漢光柵尺尺身則應安裝在相對機床運動的部件上光柵讀數頭及殼體三部分整裝部件。海德漢光柵尺按外型分類為小型尺，標準型尺、大型尺三類