heidenhain編碼器海德漢使用教學
海德漢公司的光學掃描光柵尺或編碼器的測量基準都是周期刻線－光柵。這些光柵刻在玻璃或鋼材基體上。大長度測量用的光柵尺帶的基體為鋼帶。海德漢公司用特別開發的光刻工藝制造精密光柵。AURODUR：在鍍金鋼帶上蝕刻線條，典型柵距40 µm。METALLUR：抗污染的鍍金層金屬線，典型柵距20 µm。DIADUR：玻璃基體的超硬鉻線（典型柵距20 µm）或玻璃基體的三維鉻線格柵（典型柵距8 µm）。SUPRADUR相位光柵：光學三維平面格柵線條；*抗污能力；典型柵距不超過8 µm。OPTODUR相位光柵：光學三維平面格柵線條，超高反光性能，典型柵距不超過2 µm這種方法除了能刻制柵距非常小的光柵外，而且刻制的光柵線條邊緣清晰、均勻。再加上光電掃描法，這些邊緣清晰的刻線是輸出高質量信號的關鍵。母版光柵采用海德漢公司定制的精密刻線機制造。測量法是指編碼器通電時就立即提供位置值并隨時供后續信號處理電子電路讀取。無需移動軸執行參考點回零操作。位置信息來自圓光柵碼盤，它由一系列碼組成。編碼結構在每轉中都*。獨立的增量刻軌用單場掃描原理讀取和轉換成位置值。

增量測量法的光柵由周期性刻線組成。位置信息通過計算自某點開始的增量數（測量步距數）獲得。由于必須用參考點確定位置值，因此在光柵尺或光柵尺帶上還刻有一個帶參考點的軌道。參考點確定的光柵尺位置值可以到一個測量步距。因此，必須通過掃描參考點建立基準點或確定上次選擇的原點。有時，這需要旋轉近360°。為加快和簡化“參考點回零”操作，許多海德漢光柵尺刻有距離編碼參考點，這些參考點彼此相距數學算法確定的距離。移過兩個相鄰參考點后（一般只需數度）（見表中“名義增量值 I”），后續電子電路就能找到參考點。 

大多數海德漢公司的光柵尺或編碼器都用光電掃描原理。光電掃描測量基準是非接觸式掃描，因此無磨損。這種光電掃描方法能檢測到非常細的線條，通常不超過幾微米寬，而且能生成信號周期很小的輸出信號。測量基準的柵距越小，光電掃描的衍射現象越嚴重。海德漢公司的角度編碼器采用兩種掃描原理：成像掃描原理用于10 µm至大約70 µm的柵距。干涉掃描原理用于4 µm極小柵距的光柵。光電掃描成像掃描原理簡單地說成像掃描原理是用透射光生成信號：兩個具有相同柵距的光柵—圓光柵碼盤與掃描掩膜—彼此相對運動。掃描掩膜的基體是透明的，而作為測量基準的光柵可以是透明的也可以是反射的。當平行光穿過一個光柵時，在一定距離處形成明/暗區。具有相同柵距的掃描光柵就位于這個位置處。當兩個光柵相對運動時，穿過光柵的光得到調制。如果狹縫對齊，則光線穿過。如果一個光柵的刻線與另一個光柵的狹縫對齊，光線無法通過。光電池或大面積柵狀光電池將這些光強變化轉化成電信號。特殊結構的掃描掩膜將光強調制為近正弦輸出信號。柵距越小，掃描掩膜和圓光柵間的距離公差也越嚴。如果對10 µm或更大柵距的編碼器進行成像掃描，允許的編碼器安裝公差相對較大。RCN、ECN、RON、ROD系列內置軸承角度編碼器采用成像掃描原理。

干涉掃描原理是利用精細光柵的衍射和干涉形成位移的測量信號。階梯狀光柵用作測量基準：高度0.2 µm的反光線刻在平整的反光面中。光柵尺帶的前方是掃描掩膜，其柵距與光柵尺帶的柵距相同，是透射相位光柵。光波照射到掃描掩膜時，光波被衍射為三束光強近似的光：-1、0和+1。光柵尺帶衍射的光波中，反射的衍射光中光強zui強的光束為+1和-1。這兩束光在掃描掩膜的相位光柵處再次相遇，又一次被衍射和干涉。它也形成三束光，并以不同的角度離開掃描掩膜。光電池將這些交變的光強信號轉化成電信號。

掃描掩膜與光柵尺的相對運動使*級的衍射光產生相位移：當光柵移過一個柵距時，前一級的+1衍射光在正方向上移過一個光波波長，-1衍射光在負方向上移過一個光波波長。由于這兩個光波在離開掃描光柵時將發生干涉，光波將彼此相對移動兩個光波波長。也就是說，相對移動一個柵距可以得到兩個信號周期。干涉掃描編碼器的平均柵距為4 m甚至更細。其掃描信號基本沒有高次諧波，能進行高倍頻細分。因此，這些光柵尺特別適用于高分辨率和高精度應用。盡管如此，其相對寬松的安裝公差使它可用于許多應用。RPN 886內置軸承角度編碼器用干涉掃描原理工作。

海德漢為每個內置軸承角度編碼器提供質量檢驗證并隨編碼器一起提供。質量檢驗證提供系統精度信息。它通過五次正轉與五次反轉測量確定。每圈中所選的測量位置不僅能非常準確地確定大范圍誤差，還能確定單信號周期內的位置誤差。平均值曲線是測量值的算術平均值，不包括機械粘滯誤差。機械粘滯誤差取決于聯軸器。對于RCN、ECN、RPN和RPN定子聯軸器的角度編碼器，由正轉和反轉的10個測量位置決定。檢定圖中記錄zui大值和算術平均值。圓光柵碼盤與空心軸剛性連接。讀數頭固定在滾珠軸承的軸上并通過定子端的聯軸器連接外殼。定子聯軸器和密封系統能補償大量軸向和徑向安裝誤差，而且不限制功能，也不影響精度。它允許的安裝公差相對較大，因此安裝方便，RCN系列尤其如此。特別是軸進行角加速時，聯軸器必須只吸收軸承摩擦力引起的扭矩。因此，定子聯軸器的角度編碼器具有出色的動態性能。

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