影像测量仪最重要部件标尺系统光栅尺原理

岁月

　　影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色镜头、接连变倍物镜、彩色显示器、视频十字线显示器、精细光栅尺、多功能数据处理器、数据测量软件与高精细作业台构造构成的高精度光学影像测量仪器。今日咱们将要点讲解标尺系统，也即是光栅尺在影像仪当中的用法：
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　　标尺系统是影像测量仪定位的重要构成部分，影像测量仪的标尺系统一般选用光栅尺为位移传感器，有的测量仪还带稀有显电气设备。光栅尺是由标尺光栅和指示光栅合在一起作为检查元件，靠它发生莫尔条纹来检查位移值。

8 {$ l% A8 w4 p　　当标尺光栅的线纹与指示光栅的线纹坚持必定间隙，堆叠在一起，并在本身的平面内转 一个很小的视点Θ时，两块光栅之间的线纹相交，构成一条条黑白相间的条纹，变成莫尔条纹。
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　　光栅尺主要是是使用光栅的光学原理作业的测量反应设备。光栅尺常常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或许角位移的检查。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检查规模大，检查精度高，呼应速度快的特色。光栅测量位移的本质是以光栅栅距为一把规范尺子对位称量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制作艰难。
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　　为了进步系统分辨率，需求对莫尔条纹进行细分，光栅尺位移传感器系统多选用电子细分方法。当两块光栅以细小倾角堆叠时，在与光栅刻线大致笔直的方向上就会发生莫尔条纹，跟着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。
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" O$ H7 i6 S7 c; F! |2 W2 S7 T& {　　在一个莫尔条纹宽度内，依照必定距离放置4个光电器材就能完结电子细分与判向功能。例如，栅线为50线对/mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若选用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业普通测控中已达到了很高精度。

; j: f9 _+ C1 c+ r# P) L9 A　　因为位移是一个矢量，即要检查其巨细，又要检查其方向，因而至少需求两路相位不同的光电信号。为了消除共模搅扰、直流重量和偶次谐波，一般选用由低漂移运放构成的差分放大器。
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　　由4个光敏器材取得的4路光电信号别离送到2只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波。然后，经过对方波的相位进行区分对比，就能够得到光栅尺的移动方向。经过对方波脉冲进行计数，能够得到光栅尺的位移和速度。

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