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怎么理解光栅尺的精确度与分辨率
  • 发布日期:2018-10-13      浏览次数:152
    •   光栅尺分为投射光栅和反射光栅。这两种类型的光栅尺是由于他们的制造方法的不同以及他们的光学原理的不同。常见的光栅尺的工作原理都是根据物理上莫尔条纹好的形成原理来进行工作的,换句话说就是光电折射。根据莫尔条纹的物理以及函数的性质,光栅尺有一个重要的特点就是放大作用。这时候的光栅尺就像人的眼睛一样,能看到机床工作的细微的差别并且将其放大。光栅尺与数显表配套的话,可以代替许多其他的机械表,像深度表和扭簧比较表等。光栅尺可以与其他的器材配套对测量结果用数字化结果显示出来,这在自动化的生产中是比较重要的一个工具了。
       
        光栅尺精确度(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。
       
        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)。
       
        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。
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