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光栅编码器概述 | 直线光栅编码器 | 圆光栅编码器

从20世纪50年代至70年代,栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅,这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合起来,测量单位不是像激光一样的光波波长,而是通用的米制(或英制)标尺。它们有各自的优点,相互补充,在竞争中都得到了发展。但光栅测量系统的综合技术性能优于其它4种,而且其制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低,因此光栅发展最快,技术性能最高,市场占有率最高,产业最大。在栅式测量系统中,光栅的占有率已超过80%,光栅长度测量系统的分辨率已覆盖微米级、亚微米级和纳米级;测量速度从60m/min至480m/min。测量长度从1m、3m至30m和100m。


形成莫尔条纹原理的不同,光栅可分为几何光栅(幅值光栅)和衍射光栅(相位光栅),又可根据光路的不同分为透射光栅和反射光栅。微米级和亚微米级的光栅测量是采用几何光栅,光栅栅距为100μm至20μm,远大于光源光波波长,衍射现象可以忽略,当两块光栅相对移动时产生低频拍现象形成莫尔条纹,其测量原理称影像原理。纳米级的光栅测量是采用衍射光栅,光栅栅距为8μm或4μm,栅线的宽度与光的波长很接近,则产生衍射和干涉现象形成莫尔条纹,其测量原理称干涉原理。

光栅线位移传感器的测量准确度,首先取决于标尺光栅刻线划分度的质量和指示光栅扫描的质量(栅线边沿清晰至关重要),其次才是信号处理电路的质量和指示光栅沿标尺光栅导向的误差。影响光栅尺测量准确度的是在光栅整个测量长度上的位置偏差和光栅一个信号周期内的位置偏差。