光栅工作原理简介PPT课件

1、光栅工作原理简介1深圳易创电子科技有限公司 王先生控系统位置环结构 位置检测装置位置检测装置+_传动传动机构机构轴的运动轴的运动电机电机位置给定位置给定数控计算数控计算驱动驱动位置检测装置的重要性检测被控对象（轴）的位置并反馈给控制器检测被控对象（轴）的位置并反馈给控制器其测量精度直接决定了系统控制精度其测量精度直接决定了系统控制精度一般应至少比机床精度高一个数量级一般应至少比机床精度高一个数量级常用位置测量技术测量技术开发年代代表厂商信号周期分辨率准确度感应 同步器50美国FARRAND2000m5m20m光栅60德国Heidenhain20m1m2m磁栅60日本S

2、ONY200 m1 m10 m激光70美国HP=0.6328 m/16光 栅光栅由光栅尺和读数头组成光栅尺上有排列均匀的刻线作为长度基准读数头上有读数光栅及光学器件栅距：常用的为10100微米光栅的种类-1 按原理分按原理分物理光栅（衍射光栅）刻线间距接近光波波长，用于光谱分析计量光栅刻线间距一般从4微米100微米 按形状分按形状分直线光栅圆光栅 按输出信号种类分按输出信号种类分增量式光栅绝对式光栅光栅的种类-续 按材质分 金属光栅 玻璃光栅 陶瓷光栅 按光路分 透射式光栅 反射式光栅 按结构分 封闭式光栅 开放式光栅LS106封闭式直线光栅开放式直线光栅光电效应 外光电效应 真空光电管，广电

3、倍增管 光电导效应 半导体光敏电阻 光生福特效应 光敏二极管，光敏三极管，光电池光通量(lm)5001000电流(mA)1020304050光敏二极管的光照特性莫尔条纹1 2d 莫尔条纹是光栅工作的基础 莫尔条纹的特征： 对光栅节距的放大作用1= 2= d= / =K K=1/ 莫尔条纹放大系数 =0.04mm, K=250 d=10mm 莫尔条纹运动与光栅副运动的对应性 运动方向的对应 运动频率的对应莫尔条纹演示 莫尔条纹的运动频率和方向都与光栅副运动对应四场扫描 通过四个光电管同时扫描光栅的四个四个位置 得到四个各自相差90o电角度的正弦信号 二二反并联使幅值增强一倍，得到二组相差90o的

4、正弦信号 由于四个光电管扫描的是四个不同部位，抗划伤能力较差SinCos准单一场扫描 通过四个光电管扫描光栅的同一个同一个位置 得到四个各自相差90o电角度的正弦信号 二二反并联使幅值增强一倍，得到二组相差90o的正弦信号 由于四个光电管扫描的是同一部位，抗污染、划伤能力大大增强SinCos李萨如图形 x=A1sin(t)y=A2cos(t)A1=A2=Ax2+y2=A2(sin2(t)+cos2(t)=A2 x=A1sin(t)y=A2cos(t)A1A2x2+y2=A12sin2(t)+A22cos2(t)二相幅值相等时是圆形二相幅值不等时是椭圆形xxyy信号处理与细分放大器113检波放大

5、器sin放大器224检波放大器cos放大器0整形电路参考细分电路整形电路组 合 电路线驱动器通道A通道B线驱动器线驱动器零位波 形 原始正弦信号 直接转换成方波 五倍细分并转换成方波参考信号 在主光栅尺的下面有一个或几个小光栅，提供参考信号，用于机床的回零带距离编码的参考信号 在主光栅尺的下面有一组不等间距不等间距分布的小光栅，提供参考信号，用于机床快速回零10.0010.0610.0210.0420202020绝对式光栅由几个光栅轨按照一定编码规则组合而成读头移动到行程长度内任意位置均有一个特定的读数开机即有位置，不需要回零操作轨道1轨道2轨道3光栅的精度 准确度等级 在 整个行程范围任意1米测量长度区段内建立在平均值基础上的位置偏差F的最大值Fmax均落在（ m）之内，则为准确度等级 一个信号周期内的位置偏差型号型号类型类型信号周期信号周期精度等级精度等级推荐最小推荐最小测量步距测量步距最高移动速度最高移动速度LB382封闭增量式40m5m1m120m/minLC181封闭绝对/增量式16m5m0.1m120m/minLIDA475开放增量式20m5m0.1m480m/min20深圳易创电子科技有限公司 王先生谢关注感谢关注深圳易创电子科技有限公司深圳易创电子科技有限公司ECHUNG ELETRONIC TECHNOLOGY CO.,L