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增量式光柵尺編碼器和Absolute光柵尺編碼器的區(qū)別和應(yīng)用：
增量式光柵尺與Absolute光柵尺的區(qū)別及發(fā)展趨勢(shì)：
增量編碼器可對(duì)被測(cè)得角度直接進(jìn)行編碼，稱之為增量式旋轉(zhuǎn)編碼器或增量式光電編碼器，當(dāng)碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，光線通過光欄板和光電碼盤產(chǎn)生明暗相同的變化，光敏器件接受它并轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，此外，光電碼盤的里圈還有一條透明條紋，每轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)廣電脈沖作為零標(biāo)志脈沖。
增量編碼器只能固定點(diǎn)反參考點(diǎn)，并在反參考點(diǎn)時(shí)需要零脈沖減速開關(guān)，而Absolute編碼器可以任意點(diǎn)反參考點(diǎn)。
Absolute編碼器里面有4位和8位光電碼盤，可以做Absolute角位移測(cè)量。光電輸出的每組BCD代碼都與轉(zhuǎn)子的某個(gè)Absolute位置相對(duì)應(yīng)。
增量方式光柵尺是指當(dāng)主尺上一定間距的圖譜位移時(shí)，對(duì)所產(chǎn)生脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)積分的方式。以主尺任意位置為原點(diǎn)，在正方向有相對(duì)位移時(shí)，冊(cè)沖計(jì)數(shù)數(shù)字增加，在負(fù)方向有位移時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)數(shù)字減少。因此，即使在測(cè)量過程中有往復(fù)位移，從零點(diǎn)算起的計(jì)數(shù)值不發(fā)生任何變化。這樣的方式對(duì)于測(cè)量是非常方便的，故被廣泛應(yīng)用
Absolute光柵尺編碼器就是被測(cè)的任一點(diǎn)的位置都從一個(gè)固定的零點(diǎn)算起，每一個(gè)被測(cè)點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的編碼，常以二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式表示
在機(jī)加行業(yè)中，大多采用光柵傳感器來進(jìn)行位置反饋裝置。由于光柵尺能夠?qū)ο到y(tǒng)實(shí)行全閉環(huán)控制，降低滾珠絲杠熱變形等原因引起的誤差，提高加工精度，所以目前中高檔數(shù)控系統(tǒng)越來越多地采用光柵尺作為線位移反饋元件。
光柵尺分為增量式光柵尺和Absolute光柵尺：增量式光柵尺的測(cè)量原理是將光通過兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光柵調(diào)制成摩爾條紋，通過對(duì)摩爾條紋進(jìn)行計(jì)數(shù)、細(xì)分后得到位移變化量，并通過在標(biāo)尺光柵上設(shè)定一個(gè)或是多個(gè)參考點(diǎn)來確定Absolute位置；Absolute光柵尺的測(cè)量原理是在標(biāo)尺光柵上刻劃一條帶有Absolute位置編碼的碼道，讀數(shù)頭通過讀取當(dāng)前位置的編碼可以得到Absolute位置。
Absolute光柵尺的優(yōu)點(diǎn)是開電后直接得到當(dāng)前位置信息，無需“歸零"操作，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；Absolute位置計(jì)算在讀數(shù)頭中完成，無需后續(xù)細(xì)分電路；采用雙向串行通信技術(shù)，通信可靠。因此，Absolute光柵尺在數(shù)控行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。國(guó)外能夠生產(chǎn)Absolute光柵尺的廠家主要有：德國(guó)海德漢（HEIDENHAIN）公司、日本三豐（MITUTOYO）公司、西班牙發(fā)格（FAGOR）公司和英國(guó)雷尼紹（RENISHAW）公司。其中海德漢公司的產(chǎn)品和技術(shù)被業(yè)內(nèi)*為本領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的代表，并一直光柵計(jì)量技術(shù)發(fā)展，該公司自1994年推出Absolute光柵尺以來，經(jīng)過不斷改進(jìn)提高，Absolute計(jì)量功能從由7條碼道組合實(shí)現(xiàn)，發(fā)展到2005年采用單軌Absolute編碼技術(shù)，加之單場(chǎng)掃描技術(shù)與雙向串行數(shù)字接口的應(yīng)用，其LC系列封閉式Absolute光柵尺已經(jīng)成為各國(guó)機(jī)床閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)普遍選用的功能部件。
二、Absolute光柵尺主要技術(shù)難點(diǎn)
1.單軌Absolute編碼技術(shù)
單軌Absolute編碼需要在1m范圍內(nèi)排列百萬個(gè)無重復(fù)位置編碼，并要考慮編碼可擴(kuò)展、易處理、容錯(cuò)、冗余等多方面因素。此外，由于國(guó)外Absolute光柵尺生產(chǎn)廠家對(duì)其使用的單軌Absolute編碼技術(shù)實(shí)施嚴(yán)格保護(hù)，國(guó)產(chǎn)Absolute光柵尺所要采用的編碼技術(shù)必須*自主創(chuàng)新，以規(guī)避Absolute光柵尺產(chǎn)業(yè)化后的糾紛。
2.集成化光電探測(cè)技術(shù)
Absolute光柵尺需要同時(shí)采集Absolute碼道和增量碼道的信息，集成化光電探測(cè)技術(shù)將兩個(gè)碼道的傳感器集成在一個(gè)芯片上，并在芯片上集成處理電路，是目前先進(jìn)的Absolute光柵尺信號(hào)采集手段。由于國(guó)外Absolute光柵尺生產(chǎn)廠家對(duì)其使用的集成化光電探測(cè)技術(shù)對(duì)我國(guó)進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)保護(hù)，因此我國(guó)必須自行攻克集成化光電探測(cè)技術(shù)。其主要技術(shù)難點(diǎn)是：兩種不同類型的光傳感器的集成；弱信號(hào)、高速度、高性能片上處理電路設(shè)計(jì)；數(shù)字、模擬混合電路設(shè)計(jì)；光電探測(cè)器單元的一致性校正及工藝可靠性設(shè)計(jì)等。
3.單場(chǎng)掃描技術(shù)
單場(chǎng)掃描技術(shù)是先進(jìn)的光柵尺增量碼道莫爾條紋提取技術(shù)，海德漢公司在其產(chǎn)品中普遍采用這項(xiàng)技術(shù)。通過使用單場(chǎng)掃描技術(shù)可以提高光柵尺莫爾信號(hào)質(zhì)量，并增強(qiáng)其抗污染能力，為光柵位移傳感器的高精度、高分辨率測(cè)量提供保證。其主要技術(shù)難點(diǎn)是：光電傳感器陣列設(shè)計(jì)；光電掃描方案設(shè)計(jì)等。
4.多窗口空間濾波技術(shù)
高質(zhì)量莫爾條紋是光柵尺高分辨率的前提條件，而莫爾條紋的高次諧波直接影響了增量信號(hào)的正弦性和正交性。多窗口空間濾波技術(shù)可以有效降低莫爾條紋高次諧波分量，提高增量信號(hào)的正弦性和正交性，保證光柵尺的高分辨率。其主要技術(shù)難點(diǎn)是：多窗口空間濾波方案設(shè)計(jì)。
Absolute光柵尺的測(cè)量結(jié)構(gòu)為玻璃光柵尺，接口為 SSI-BiSS C (單向)。
- 分辨率高達(dá) 0.1 μm。精度等級(jí)高達(dá) ± 1 µm。
- 光柵尺內(nèi)部的裝置可防護(hù)流入的液體
輸出連接線纜可選。
接頭集成在讀數(shù)頭內(nèi)。
- 可直接讀取測(cè)量Absolute值。
- 小尺寸，可以安裝在狹窄空間內(nèi)。
- 可選: 1 Vpp 模擬信號(hào)。
光柵尺的測(cè)距原理是利用參考光柵和測(cè)量光柵的±I級(jí)光形成干涉條紋，當(dāng)讀數(shù)頭沿測(cè)量光柵長(zhǎng)度方向發(fā)生位移時(shí)，通過計(jì)數(shù)干涉條紋移動(dòng)個(gè)數(shù)來解算增量位移，海德漢公司的光柵尺具有兩種碼道:增量碼道和參考碼道，這兩種碼道在空間上是分開的，即光柵尺中上面一條是參考碼道，下面一條是增量碼道，參考碼道上設(shè)置有若干組參考編碼，每次工作時(shí)，讀數(shù)頭只需移動(dòng)很小一段距離便可找到開機(jī)所在的Absolute位置。但是這種Absolute光柵尺目前只限于一維測(cè)距情形，這種結(jié)構(gòu)的參考碼道和增量碼道不能夠擴(kuò)展至二維測(cè)距。
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