• 海德漢（HEIDENHAIN）為精密制造，半導(dǎo)體工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室測(cè)量等使用場(chǎng)景提供了豐富，高質(zhì)量及穩(wěn)定可靠的測(cè)量解決方案
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1.值式位置測(cè)量------LIC系列直線光柵尺；

2.高精度位置測(cè)量------LIP/LIF系列直線光柵尺；

3.用于高速運(yùn)動(dòng)的使用要求------LIDA系列直線光柵尺；

4.用于雙坐標(biāo)測(cè)量------PP 281R；

或

• 測(cè)量原理：

  海德漢公司的光學(xué)掃描光柵尺或編碼器的測(cè)量基準(zhǔn)都是基于玻璃或鋼材基體上，大長(zhǎng)度的測(cè)量使用鋼帶作為基材，海德漢針對(duì)高精度及可靠性測(cè)量專(zhuān)門(mén)研發(fā)了以下專(zhuān)有技術(shù)：

  1. AURODUR:將編碼光柵蝕刻在鍍金鋼帶基材上，典型柵距為40μm；
  2. METALLUR:抗污染鍍金曾金屬刻線，典型柵距20μm；
  3. DIADUR:玻璃基體的超硬鉻線（典型柵距20μm）或玻璃基材的三維鉻線格柵（典型柵距8μm）；
  4. SUPRADUR相位光柵：光學(xué)三維平面格柵條；*抗污能力，典型柵距不超過(guò)8μm；
  5. OPTODUR相位光柵：光學(xué)三維平面格柵條：超高反光能力，典型柵距不超過(guò)2μm;

  海德漢*的工藝訣竅(Know-how),除了制作的光柵碼盤(pán)可達(dá)到非常小的柵距外，其制作出的光柵線條邊界清晰，質(zhì)地均勻，并且有后續(xù)電子電路提供的光電掃描法相助，成為海德漢測(cè)量系統(tǒng)輸出清晰，準(zhǔn)確可靠的測(cè)量信號(hào)的有力保障，也使海德漢的產(chǎn)品在數(shù)控測(cè)量市場(chǎng)中常立于不敗之地，享譽(yù)世界。

  或 QQ

  1.測(cè)量法：

  測(cè)量法是指編碼器通電時(shí)就立即提供位置值并隨時(shí)供后續(xù)信號(hào)處理電子電路讀取。無(wú)需移動(dòng)軸執(zhí)行參考點(diǎn)回零操作。位置信息來(lái)自光柵碼盤(pán)，它由一系列碼組成。單獨(dú)的增量刻軌信號(hào)用于在細(xì)分后得到位置值，同時(shí)也生成供選用的增
  量信號(hào)（與接口類(lèi)型有關(guān)）。

  

  2.增量測(cè)量法：

  增量測(cè)量法的光柵由周期性刻線組成。位置信息通過(guò)計(jì)算自某個(gè)設(shè)置的原點(diǎn)開(kāi)始的增量數(shù)（測(cè)量步距數(shù)）獲得。由于必須用參考點(diǎn)確定位置值，因此測(cè)量基準(zhǔn)的光柵尺上還刻有一個(gè)參考點(diǎn)軌。參考點(diǎn)確定的光柵尺帶的位置值可以精確到一個(gè)信號(hào)周期。因此，必須通過(guò)掃描參考點(diǎn)建立基準(zhǔn)點(diǎn)或確定上次選擇的原點(diǎn)。差情況時(shí)，機(jī)床需要移動(dòng)測(cè)量范圍上的較大部分。為加快和簡(jiǎn)化“參考點(diǎn)回零”操作，許多海德漢光柵尺刻有距離編碼參考點(diǎn)，這些參考點(diǎn)彼此相距數(shù)學(xué)算法確定的距離。移過(guò)兩個(gè)相鄰參考點(diǎn)后（一般只需運(yùn)動(dòng)數(shù)毫米）（見(jiàn)下表），后續(xù)電子電路就能找到參考點(diǎn)位置。凡型號(hào)后有字母“C”的編碼器為距離編碼參考點(diǎn)（例如LIP 581 C）。距離編碼參考點(diǎn)的參考點(diǎn)R位置用兩個(gè)參考點(diǎn)間信號(hào)周期數(shù)和以下公式計(jì)算：

  

  

  光電掃描原理：

  測(cè)量基準(zhǔn)的柵距越小，光電掃描的衍射現(xiàn)象越嚴(yán)重。海德漢直線光柵尺采用兩種掃描方法：
  • 成像掃描原理用于10 µm至200 µm的柵距。
  • 干涉掃描原理用于柵距4 µm甚至更小柵距的光柵。

  成像掃描原理
  簡(jiǎn)單地說(shuō)成像掃描原理是用透射光生成信號(hào)：兩個(gè)具有相同或相近柵距的光柵尺與掃描掩碼彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。掃描掩膜的基體是透明的，而作為測(cè)量基準(zhǔn)的光柵可以是透明的也可以是反射的。當(dāng)平行穿過(guò)一個(gè)光柵時(shí)，在一定距離處形成明/暗區(qū)。具有相同或相近柵距的掃描光柵就在這個(gè)位置處。當(dāng)兩個(gè)光柵相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)光柵尺的光得到調(diào)制：如果狹縫對(duì)齊，光線通過(guò)。如果一個(gè)光柵的刻線與另一個(gè)光柵的狹縫對(duì)齊，光線無(wú)法通過(guò)。光電池將這些光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。特殊結(jié)構(gòu)的掃描掩膜將光強(qiáng)調(diào)制為近正弦輸出信號(hào)。柵距越小，掃描掩膜和光柵尺帶間的間距越小，公差越嚴(yán)。如果對(duì)10 µm或更大柵距的編碼器進(jìn)行成像掃描，允許的編碼器安裝公差相對(duì)較大。
  LIC和LIDA系列直線光柵尺為成像掃描。

  

  干涉掃描原理
  干涉掃描原理是利用精細(xì)光柵的衍射和干涉形成位移的測(cè)量信號(hào)。階梯狀光柵用作測(cè)量基準(zhǔn)：高度0.2 µm的反光線刻在平反光面中。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(shí)，光波被衍射為三束光強(qiáng)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(qiáng)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(kāi)掃描掩膜。光電池將這些交變的光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。掃描掩膜與光柵尺帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使*級(jí)的衍射光產(chǎn)生相位移：當(dāng)光柵移過(guò)一個(gè)柵距時(shí)，前一級(jí)的+1衍射光在正方向上移過(guò)一個(gè)光波波長(zhǎng)，-1衍射光在負(fù)方向上移過(guò)一個(gè)光波波長(zhǎng)。由于這兩個(gè)光波在離開(kāi)掃描光柵時(shí)將發(fā)生干涉，光波將彼此相對(duì)移動(dòng)兩個(gè)光波波長(zhǎng)。也就是說(shuō)，相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距可以得到兩個(gè)信號(hào)周期。例如，干涉光柵尺的柵距一般為8 µm、4 µm甚至更小。其掃描信號(hào)基本沒(méi)有高次諧波，能進(jìn)行高倍頻細(xì)分。因此，這些光柵尺特別適用于小測(cè)量步距和高精度應(yīng)用。盡管如此，其相對(duì)寬松的安裝公差使它可用于許多應(yīng)用。
  LIP、LIF和PP直線光柵尺采用干涉掃描法。

  

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  或

  • 可靠性：

    高質(zhì)量的光柵和掃描方式是直線光柵尺高精度和可靠工作的保證。海德漢公司的敞開(kāi)式直線光柵尺用單場(chǎng)掃描原理。只需一個(gè)掃描場(chǎng)生成掃描信號(hào)。與四場(chǎng)掃描不同，單場(chǎng)掃描光柵尺上的局部污染（例如安裝時(shí)的手指印或?qū)к売偷挠偷挝廴荆┯绊懶盘?hào)分量光強(qiáng)，因此等量影響掃描信號(hào)。輸出信號(hào)幅值雖有變化，但無(wú)偏移和無(wú)相位變化。這些信號(hào)仍可進(jìn)行高倍頻細(xì)分使單信號(hào)周期內(nèi)的位置誤差保持很小。此外，大面積掃描場(chǎng)還能降低對(duì)污染的敏感性。這常常可以避免光柵尺失效。這一點(diǎn)對(duì)于LIDA 400和LIF 400尤其突出，相對(duì)其柵距，其掃描面積達(dá)14.5 mm²，以及LIC4100達(dá)15.5 mm²。即使有3 mm以?xún)?nèi)的打印機(jī)墨滴，印刷電路板粉塵，水滴或油滴，這些編碼器仍然可以輸出高質(zhì)量信號(hào)。位置誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光柵尺精度等級(jí)對(duì)應(yīng)的誤差值。

    、

    非常堅(jiān)固

    敞開(kāi)式直線光柵尺的自身特點(diǎn)是其測(cè)量基準(zhǔn)的抗污染能力較低。為此，海德漢公司采用*工藝生產(chǎn)非常堅(jiān)固耐磨的光柵。DIADUR工藝是將硬鉻線刻在玻璃或鋼基體上。OPTODUR和SUPRADUR工藝是在主反射層上加一層透光層。超細(xì)、堅(jiān)硬的鍍鉻層形成三維光學(xué)相位光柵。采用成像掃描原理的METALLUR光柵的結(jié)構(gòu)也非常類(lèi)似。在反光的金層上覆蓋薄薄一層玻璃。在該層的鉻線只有數(shù)納米厚，半透明和起減振作用。實(shí)踐證明OPTODUR、SUPRADUR或METALLUR光柵測(cè)量基準(zhǔn)的抗污能力非常強(qiáng)，由于其刻線高度小，灰塵、污物或水滴難以留在其表面上，使這種測(cè)量基準(zhǔn)的抗污染能力非常出眾。

    

    面向應(yīng)用的安裝公差
    信號(hào)周期越小一般也要求讀數(shù)頭與鋼帶光柵尺間的安裝公差越小。這是光柵的衍射作用造成的。只要間隙變化±0.1 mm，信號(hào)將衰減50%。但由于在光柵尺中采用了干涉掃描原理和創(chuàng)新的掃描掩膜技術(shù)以及成像掃描原理，即使很小的信號(hào)周期也能允許較大安裝公差。
    海德漢公司的敞開(kāi)式直線光柵尺的安裝誤差只對(duì)輸出信號(hào)有輕微影響。特別是光柵尺帶與讀數(shù)頭間要求的間隙誤差（掃描間隙）對(duì)信號(hào)幅值影響極小。這是為什么海德漢公司的敞開(kāi)式直線光柵尺具有高可靠性的原因。通過(guò)這兩幅圖可看出LIDA 400和LIF 400系列光柵尺掃描間隙與信號(hào)幅值間關(guān)系，位置誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光柵尺精度等級(jí)對(duì)應(yīng)的誤差值。

    

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