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光柵尺全解析：常見問答與深度解析
來源：網絡 閱讀：107 發布時間：2024-12-20 14:12:52
光柵尺全解析：常見問答與深度解析

光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)是一種高(gao)精(jing)度(du)測(ce)(ce)量(liang)傳感(gan)器，由標尺(chi)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)和(he)讀(du)數(shu)頭組成，利用光(guang)(guang)(guang)學原理進(jin)行位置測(ce)(ce)量(liang)。它(ta)常用于數(shu)控機(ji)床、半導(dao)體制造(zao)等領域(yu)，提供微米(mi)級甚至納米(mi)級的(de)測(ce)(ce)量(liang)精(jing)度(du)，確保設備精(jing)準運行。在精(jing)密(mi)(mi)制造(zao)和(he)科(ke)研領域(yu)，光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)是不可(ke)或缺的(de)測(ce)(ce)量(liang)工具。本文將(jiang)通(tong)過一系列問(wen)答形式，深入(ru)解析光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)的(de)相(xiang)關(guan)知識，幫助讀(du)者全面了(le)解這一精(jing)密(mi)(mi)測(ce)(ce)量(liang)工具。

什么是光柵尺？

光柵尺位移傳感器，簡稱光柵尺。是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經常應用于數控機床的閉環伺服系統中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。例如，在數控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差作用。

光柵尺的基本工作原理是什么？

光柵尺的工作原理基于莫爾條紋的光學原理。當指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋以微小角度重疊時，會在光源照射下形成明暗相間的莫爾條紋。這些條紋的位移與光柵尺的位移成正比，通過檢測莫爾條紋的變化，即可精確計算出位移量。

光柵尺主要分為哪些類型？

光柵(zha)尺按照制造工(gong)藝和(he)光學原理的不(bu)同，可以分為透射光柵(zha)和(he)反射光柵(zha)。

透射光柵：透射光柵是在透明的玻璃表面刻上間隔相等的不透明線紋制成的。這種光柵的線紋密度高，可達每毫米100條以上，適用于高精度測量。透射光柵通常由標尺光柵和指示光柵組成，標尺光柵固定在機床固定部件上，指示光柵裝在機床活動部件上。
反射光柵：反射光柵則是在金屬的反光平面上刻上平行、等距的密集刻線，利用反射光進行測量。其刻線密度一般在每毫米4~50條范圍內。反射光柵具有結構緊湊、安裝方便等優點，適用于空間受限的測量場景。
此外，光柵尺還可以按照結構用途和輸出信號進行分類。按結構用途不同，光柵尺可分為直線光柵和圓光柵，分別用于直線位移和角位移的測量。按輸出信號分類，光柵尺有1Vpp正弦波信號、TTL方波信號和絕對信號（數字信號）光柵尺等。其中，絕對式光柵尺又包含不同的通訊協議，如SSI協議、串行協議等。

如何選擇合適的光柵尺？

選擇光柵尺時，需考慮測量精度、測量范圍、工作環境、安裝方式以及成本等因素。例如，對于高精度要求的場合，應選擇線紋密度高、測量精度高的透射式光柵尺；對于空間受限的場合，反射式光柵尺更為合適。同時，還需考慮光柵尺的防護等級和工作環境溫度，以確保其長期穩定運行。

什么是光柵尺的測量精度？

光柵尺的測量精度指在任意一米范圍內，光柵尺的測量結果與實際值之間的差距小于所標稱的值，如有效測量范圍2040mm，精度3um的光柵尺，任意一米范圍內的測量結果與實際值的差距小于±3um，注意，不是±1.5um。

光柵尺密封等級的含義是什么？

IP后面的第一個數字表示電器防止外物侵入的等級，第二個數字表示電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數字越大表示其防護等級越高。
IP54指不可能完全阻止灰塵進入，但灰塵進入的數量不會對設備造成傷害；在一段時間，5分鐘內，可以防止各個方向飛濺而來的水侵入電器而造成損壞。
IP64指完全防止外物及灰塵侵入；同時在一段時間，5分鐘內，可以防止各個方向飛濺而來的水侵入電器而造成損壞。