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  • 新聞資訊

    光柵尺的步距、四倍頻

    增量型光柵尺是由很多光柵刻線組成的,刻線的密度決定了這個(gè)增量型光柵尺的分辨率,也就是可以分辨讀取的*小變化位移值。代表光柵尺的分辨率的參數(shù)是分辨率,例如50線, A,B每毫米各輸出50個(gè)脈沖,分辨率就是20微米。那么這個(gè)光柵尺位移的*小變化量是多少微米呢?就是20微米嗎?

    光柵尺A/B相輸出的波形是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信號(hào),A與B相差1/4T周期90度相位;在0度相位角,90度,180度,270度相位角,這四個(gè)位置有上升沿和下降沿,這樣,實(shí)際上在1/4T方波周期就可以有位移變化的判斷,這樣1/4的T周期就是*小測(cè)量步距,通過電路對(duì)于這些上升沿與下降沿的判斷,可以4倍于PPR讀取位移的變化,這就是方波的四倍頻。這種判斷,也可以用邏輯來做,0代表低,1代表高,A/B兩相在一個(gè)周期內(nèi)變化是0 0,0 1,1 1,1 0 。這種判斷不僅可以4倍頻,還可以判斷位移方向。

    這樣50線(20微米/脈沖)的光柵尺的分辨率可以達(dá)到5微米。正向移動(dòng)時(shí),A相信號(hào)比B相信號(hào)超前90度;反之,B相比A相超前90度。

    嚴(yán)格地講,方波*高只能做4倍頻,雖然有人用時(shí)差法可以分的更細(xì),但那基本不是增量光柵尺推薦的,更高的分頻要用增量脈沖信號(hào)是SIN/COS類正余弦的信號(hào)來做,后續(xù)電路可通過讀取波形相位的變化,用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路來細(xì)分,5倍、10倍、20倍,甚至100倍以上,分好后再以方波波形輸出(PPR)。分頻的倍數(shù)實(shí)際是有限制的,首先,模數(shù)轉(zhuǎn)換有時(shí)間響應(yīng)問題,模數(shù)轉(zhuǎn)換的速度與分辨的**度是一對(duì)矛盾,不可能無限細(xì)分,分的過細(xì),響應(yīng)與精準(zhǔn)度就有問題;其次,原光柵尺的刻線精度,輸出的類正余弦信號(hào)本身一致性、波形**度是有限的,分的過細(xì),只會(huì)把原來碼盤的誤差暴露得更明顯,而帶來誤差。細(xì)分做起來容易,但要做好卻很難,其一方面取決于原始碼盤的刻線精度與輸出波形**度,另一方面取決于細(xì)分電路的響應(yīng)速度與分辨精準(zhǔn)度。例如,德國(guó)的工業(yè)編碼器,推薦的*佳細(xì)分是20倍,更高的細(xì)分是其推薦的精度更高的光柵尺,但移動(dòng)的速度是很低的。

    滬公網(wǎng)安備 31011202007252號(hào)

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