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    光栅尺精确度与分辨率有什么区别

    精确度(Precision)是指使用同种备用样品进行重复测定所得到的结果之间的重现性。测量精确度(也常简称精度)高,是指偶然误差与系统误差都比较小,这时测量数 据比较集中在真值附近。虽然精确度高可说明准确度高,但精确的结果也可能是不准确的。误差是准确度的表示,是实测值与真实值偏离程度,而偏差是精密度的表示,是平行测量间的相异程度。 准确度表示测量结果的正确性,精密度表示测量结果的重复性和重现性,精密度是准确度的前提条件。 普通意义的分辨率(resolution)就是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素的多少。对于光栅尺而言是指可以测量的最小单位.对于传感器的分辨率与精度的理解,可以拿千分尺为例,分辨率代表千分尺最多可以读到小数点后几位,但精度还与尺子的加工精度,测量方法有关系。 同样的,在光栅尺的使用中,分辨率与精度是完全不同的两个概念。
        光栅尺的分辨率,是指光栅尺可读取并输出的最小长度变化,对应的参数有:每毫米光栅刻线数、脉冲数、细分等。比如50线光栅和100线光栅在同等条件下分辨率就不一样,同等的50线光栅如果细分方法不一样分辨率也会不一样。
        光栅尺的精度,是指光栅尺输出的信号数据对测量的真实长度度的准确度,对应的参数是微米(μm)、纳米(nm).目前国内光栅尺分辨率一般有5μm、1μm、0.5μm、0.2μm、0.1μm。那么这些分辨率是怎么得来的呢? 以每毫米50线光栅为例,经过4细分,就能得到很简单的5μm的分辨率,而不用采用电子细分,这也是目前国内海德汉机床尺的多数工艺,至于高分辨率的光栅尺,就必须采用电子细分技术,增加插补细分器才能得到。高分辨率光栅尺一般应用于仪器仪表如视频仪、工具显微镜、CNC加工中心等.

    影响光栅尺测量精度有如下几个方面:
    A:光学部分  B:机械部分  C:电气部分  D:使用中的安装与传输接收部分,使用后的精度下降,机械部分自身的偏差。

    A、光学部分对精度的影响:
    光栅尺玻璃—主要的是母尺精度、每毫米刻线数、刻线精度、刻线宽度一致性等。
    光发射源—光的平行与一致性、光衰减。
    光接收单元—读取误差、读取响应。
    光学系统使用后的影响—污染,衰减。

    B、机械部分对精度的影响:
    安装精度。轴承的精度与结构精度。光学组建安装的精度。 例如,就轴承的结构而言,单轴承支撑结构的轴承偏差无法消除,而且经使用后偏差会更大,而双轴承结构或多支承结构,可有效降低单个轴承的偏差。

    C、电气部分对精度的影响:
    电源的稳定精度—对光发射源与接收单元的影响。读取响应与电气处理电路带来的误差;电气噪音影响,取决于光栅尺电气系统的抗干扰能力;例如,如果电子细分,也会带来的误差,按照德国海德汉提供的介绍,海德
    汉光栅尺的细分电气误差与正余弦曲线误差会有一个很小的差异。

    D、光栅尺使用中带来的精度影响:

    输出电缆的抗干扰与信号延迟(较长距离或较快频率下);
           接收设备的响应与接收设备内部处理可能的误差。
           光栅尺高速位移时的动态响应偏差。
           最常见的就是我们自己使用安装的方法与安装结果带来的偏差。
           综上所述,光栅尺的分辨率和精度其实是两个完全不同的概念,但是二者有关联,高分辨率可以得到高的测量精度,但不是高分辨率一定能得到高的测量精度。在同等条件下,理论上高分辨率光栅尺一定可以得到高的测量精度。

    光栅尺输出的信号常见的有以下几种

    差分信号、差模信号 电流方向型信号 摆幅为 ±2.0v-3.0v

    TTL: Transistor-Transistor Logic 标准TTL信号,0-5V 脉冲信号,高电平>2.4V,低电平<0.5V

    HvTTL: Hight-Voltage Transistor-Transistor Logic 高压TTL信号,0-10/12V 脉冲信号

    PLC信号: Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器信号,0-24V 脉冲信号

    OC门输出: 集电极开路输出(漏极开路)与非门门电路,Open Collector(Open Drain)可将其视为一个开关,当输入信号为1时,输出两端导通,

    主流栅尺的选用

    光栅尺以精度见长,量程在长度0---2米范围性价比有明显优势,应用如金属切削机床、线切割、电火花、测量光学投影仪等等。因光栅尺生产工艺的原因,若测量长度超过5米,生产制造将很困难(两块玻璃尺要45°斜角对接以增加长度,用于玻璃尺镀铬机空间有限),价格会很贵。同等情况下进口光栅对工作环境的要求很高

    磁栅尺以耐水耐油污耐粉尘耐震动性见长,长度在2米以上性价比优势愈加明显,并且长度越长优势越明显。磁栅尺的量程可达30米。在大型金属切削机床如大的镗床、铣床,水下测量,木材石材加工机床(工作环境粉尘很重),金属板材压轧设备(大型成套设备)等应用方面有明显优势 球栅尺和光栅尺比较:光栅尺在3米以下的价格一般是球栅尺价格的50%,3米以上的至8米的光栅同球栅价格基本一样。8米至10米的光栅尺价格要高出球栅尺价格20%,10米至12米的光栅尺价格要高出球栅尺价格50%。从短尺价格比较光栅尺要便宜,但光栅的使用寿命一般是3年,而球栅的使用寿命在10年以上。从长尺比较球栅的优势就更多了。所以总体说安装球栅尺的效益要好于光栅尺。安装球栅尺的好处:安装球栅尺从真正意义上说,是从被动测量向主动测量转变。由离线测量转向在线测量。大大提高了产品的加工精度和工作效率,实现了二级工可以干八级工的工作。 由于球栅尺最长可以做到30米,所以特别适合安装在大型或超大型机床上。如龙门铣床、镗床等。一般机床安装球栅尺后可提高工效20%以上,镗床精加工可节约工时30%。安装球栅尺的成本90天即可收回。一台重型9米立车平均提高工效38%,仅半年节约工时费即达20万元,一台英国镗床半年节约工时达30万元之巨。

    直线电机模组中光栅尺和磁栅尺的区别

    1、定义

    光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。

    磁栅尺,利用与录音技术相似的方法,通过录磁头在磁性尺(或盘)上录制出间隔严格相等的磁波这一过程称为录磁。已录制好磁波的磁性尺称为磁栅尺。磁栅尺上相邻栅波的间隔距离称为磁栅的波长,又称为磁栅的节距(栅距)。
    PBA直线电机模组

    2、区别

    磁栅尺:

    磁栅尺以耐水耐油污耐粉尘耐震动性,使用寿命长,长度在2米以上性价比优势愈加明显,并且长度越长优势越明显,磁栅尺的量程可达40米;

    1、高可靠性:采用全金属外壳设计,全进口高柔耐磨屏蔽电缆,抗干扰软硬件电路设计;

    2、高精度:分辨率精度可选,也可按客户要求定制;被测量装置平行安装,无机械转换误差;

    3、价格:磁栅尺销售价格相对比会亲民,品质过硬,安装可选设备很多,应用广泛;

    4、安装简单:采用差分或单端脉冲输出信号,产品外观小巧而精致,方便小空间安装,但安装表面/检测轨道必须平整,因为弯曲或凸起都将造成检测不准确。

    5、使用寿命 :跟据所安装种类机床不同,和使用环境不同,磁栅尺的使用寿命高于光栅尺。
    PBA精密模组

    光栅尺:

    1、精度高:光栅尺采用光学玻璃为测量基准,精度高,量程在长度0-2米范围性价比有明显优势,应用如金属切削机床、线切割、电火花、测量光学投影仪等等;

    2、使用寿命:根据所安装的机床种类不同,和使用环境不同,整体使用寿命1-3年左右;

    3、采用密封设计:光栅尺采用半密封设计,有一定防水、尘、铁屑能力,使用过程中如有油水、灰尘、铁屑,震动大等会加速光栅尺损坏,使用寿命短;

    4、价格:与磁栅尺比价格会相对较高。

    信和光栅尺的信号及电路设计要求

    信和光栅尺是数显机床专用计数器件,由光栅本体和读数头构成,通过信号线连接到数显表,完成测量的光学仪器。广泛应用于机器、机床及各种直线,圆周运动的线位移测量。那么光栅尺有哪些输出的信号及电路设计要求呢?

    信和光栅尺的信号及电路设计要求,将光源、两块长光栅(动尺和定尺)、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。光栅尺输出的是电信号,动尺移动一个栅距,输出电信号便变化一个周期,它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式,一是相位角相差90o的2路方波信号,二是相位依次相差90o的4路正弦信号。这些信号的空间位置周期为W。针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论,而对于输出正弦波信号的光栅尺,经过整形可变为方波信号输出。
      信和光栅尺输出的方波的光栅尺有A相、B相和Z相三个电信号,A相信号为主信号,B相为副信号,两个信号周期相同,均为W,相位差90o。Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。当给出了动尺移动时A、B信号的变化情况。在A信号的下降沿采集B信号,就可以判断出运动方向。前半部分为正向运动,A信号的上升沿及下降沿均比B信号超前1/4W,在A信号下降沿采集的B信号为“1”,后半部分为反向运动,A信号的上升沿及下降沿均比B信号滞后1/4W,在A信号下降沿采集到的B信号为“0”。根据采集到的运动信号方向和A信号变化的周期数用计数器进行曲计数(正向计数或逆向计数),就可以测算出总位移。

    光栅尺在使用过程中一般会出现哪些故障?

    光栅尺位移传感器(简称光栅尺),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。那么光栅尺在使用过程中一般会出现哪些故障呢?

    一、长度计接受不到信号而导致系统报警。

    二、长度计参考点丢失而导致报警。

    三、长度计测量触头磨损而接受不到信号报警。

    四、长度计电缆线损坏、断裂、短路、断路等导致系统报警。

    五、长度计电子元件浸水浸油浸脏污导致系统报警。