AMO圓環(huán)行測量尺

AMOSIN○R - 常規(guī)信息
AMO 被證明在長度和角度測量技術(shù)上的創(chuàng)新，在鋼帶尺上以光學(xué)蝕刻構(gòu)成高精密格柵的測量系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)，更進(jìn)一步發(fā)展感應(yīng)器內(nèi)置運(yùn)算電子電路 (ASIC)，創(chuàng)造出一個(gè)全新且強(qiáng)大的測量系統(tǒng)。AMOSIN 的角度測量系統(tǒng)是開放式空心測量系統(tǒng)，因此無軸承，也不需要聯(lián)軸器與機(jī)械連接。一個(gè)*由感應(yīng)方式操作的AMOSIN 系統(tǒng)，精度可到達(dá)±5μm/m。然而，AMOSIN 有更多的優(yōu)點(diǎn)，對環(huán)境影響抵抗性強(qiáng)，如灰塵、濕氣...等。更有對沖擊和機(jī)械震動(dòng)的高抗性特色。
高精密主要來自于嚴(yán)密的測量尺制程和杰出的感測器訊號(hào)質(zhì)量。在高精度的格柵間距分隔精度，sin 波的偏差精度小于0.1%協(xié)和常量。
從以下的測量原理幫助中可見，測量系統(tǒng)不含任何磁性部件（包括測量尺和讀頭），因此可以抵抗任
何電磁場干擾且不會(huì)發(fā)生磁滯，和有磁性的測量系統(tǒng)形成強(qiáng)烈對比。
此一系統(tǒng)可輸出1 Vpp sine / cosine 訊號(hào)，或真時(shí)輸出RS-422 方波信號(hào)。
大范圍的AMOSIN 角度測量系統(tǒng)型式代表著可被使用在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，從小的且精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)任
務(wù)臺(tái)到高轉(zhuǎn)速且接近控制速度的機(jī)器主軸。
在要求高動(dòng)力范圍和剛性下顯示它們的價(jià)值。

一般特性
● 不易被污染影響抗灰塵/IP67
● 不易受電磁場影響
● 精度和分辨率高
● 高速度
● 中心測量單元
● 內(nèi)建參考的標(biāo)記，也可做成位置代碼
新一代的特性
● 模擬輸出信號(hào)（1 Vpp），信號(hào)周期可達(dá) 40μm。任可做傳輸（1000μm的基本周期多可被分割到32等份）
● 數(shù)字輸出 RS-422/TTL，十進(jìn)制分辨率： 0.25 μm (1000μm/4000)，1μm (1000 μm/1000)
● 增強(qiáng)類比和數(shù)位輸出輸入頻率（旋轉(zhuǎn)速度）（類比到46000rpm）
● 產(chǎn)品類型中，格柵間距為3000μm，可獲得高的安裝公差，且旋轉(zhuǎn)速度高于100，000rpm
● 標(biāo)準(zhǔn)工作溫度范圍擴(kuò)大到 0~70℃。
● 系統(tǒng)精度對操作溫度的依賴性大大降低。
● 加強(qiáng)了讀頭空間（讀頭和尺身的空隙）和公差范圍
● 規(guī)定范圍內(nèi)的安裝偏差對系統(tǒng)精度的影響大大減少。
● 微型化的放大電路，使該電路集成在聯(lián)結(jié)器外殼內(nèi)。
典型應(yīng)用
● 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)
● 旋轉(zhuǎn)軸
● C軸
● 主軸
● 直接驅(qū)動(dòng)器
● 醫(yī)學(xué)設(shè)備
● 設(shè)備印刷
● 滾動(dòng)軸定位
● 沖床
● 電子制造設(shè)備

AMOSIN - 測量原理
AMOSIN 測量系統(tǒng)的功能是以移動(dòng)磁阻線圈變壓器當(dāng)做原理，變壓器互相感應(yīng)的一次側(cè)和二次側(cè)繞線的改變相對于線圈的位置。
AMOSIN 系統(tǒng)基本組成包括一個(gè)平面線圈結(jié)構(gòu)和一個(gè)測量尺(圖1)。在下層有許多繞線組件的線圈結(jié)構(gòu)沿著測量方向平伸，（主要是獨(dú)立的一次側(cè)和二次側(cè)SIN/COS 線圈）。

使用了微多層技術(shù)(micro-multi-layertechnology)。主要的測量尺由不銹鋼帶以高精密光學(xué)蝕刻，作成可變磁阻的節(jié)距刻度尺(e.g. ..= 1000 μm)。
測量方向的相對運(yùn)動(dòng)會(huì)在感測器結(jié)構(gòu)（在讀頭上）和測量尺（測量法蘭）間改變獨(dú)立線圈間的周期互作用而產(chǎn)生2 個(gè)Sin 波，訊號(hào)角相差90°（SIN and COS）。
此一訊號(hào)質(zhì)量非常準(zhǔn)確且可以抵抗環(huán)境的影響。實(shí)際上在經(jīng)過運(yùn)算電子電路的訊號(hào)穩(wěn)定之后(圖2)，和理想的Sine 波偏差僅小于 0.1%，此一結(jié)果允許了高分割因數(shù)（再分割一級(jí)）在訊號(hào)數(shù)字化后得以實(shí)現(xiàn)，不論是在讀頭或在下一級(jí)的介面（如CNC）都得以實(shí)現(xiàn)。

操作原理的一個(gè)重要特徵是使用AMOSIN 過程中不會(huì)引起任何測量滯后（machine backlash error）。相
較于帶有磁性的測量系統(tǒng)，高頻率會(huì)對材料產(chǎn)生磁滯現(xiàn)象。
運(yùn)算電子電路產(chǎn)生連續(xù)的感測器訊號(hào)，透過一個(gè)新的電路原理，真時(shí)的以不同的差動(dòng)界面或線性驅(qū)動(dòng)器
送出測量信息，有sin 波或方波的信號(hào)。
除了周期訊號(hào)（A, B 和它的倒相）之外，有一個(gè)參考訊號(hào)來決定位置輸出，訊號(hào)是由測量尺上單獨(dú)
標(biāo)記的所產(chǎn)生，而不需要其他零件。

測量精度
作為一套開放式模塊化結(jié)構(gòu)的角度測量系統(tǒng)，系統(tǒng)的零件，可個(gè)別提供測量尺和讀頭（甚至是放大器），
且不需要與擁有軸承的機(jī)械連接，精度被分配到這些零件如下：
1. 精度 — 決定于測量法蘭上的測量刻度尺的精度，和來至于理想真圓度的測量法蘭的偏擺。
2. 每個(gè)隔柵間距的精度 — 主要決定于讀頭，取決于感測器訊號(hào)和它的放大器的質(zhì)量。
當(dāng)測量系統(tǒng)為1Vpp 輸出介面，以下屬性也應(yīng)該被考慮：
3. 在隨后之電子訊號(hào)輸入端的模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換(在控制器)
4. 訊號(hào)由讀頭轉(zhuǎn)換到隨后的電子電路時(shí)，干擾會(huì)結(jié)合的進(jìn)入輸出訊號(hào)。
觀點(diǎn)后的詳細(xì)描述︰
1. 標(biāo)尺精度
每個(gè)測量法蘭都在角度測試臺(tái)上校正過，以及一份測試證書，再根據(jù)規(guī)格來定義精密的等級(jí)，然
而開放性測量系統(tǒng)的角度的偏差，取決于法蘭對于測量軸的同心度，測曲線圖（在理想的安
裝條件下測量），如下圖，是選配提供的。

對于需要高精密的應(yīng)用來說，測量的法蘭應(yīng)該盡可能在中心。角度測量的誤差取決于刻度的誤
差和裝配的同心度。起因于此的誤差可由控制器補(bǔ)償。
在特殊可用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可放置兩個(gè)讀頭，位置互為180°，為的是消除在角度數(shù)據(jù)平均時(shí)，專
用電路盒中不尋常的誤差
2. 每個(gè)格柵間距的精度
在初測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中顯示了理想的SIN 波訊號(hào)誤差。格柵波形訊號(hào)穩(wěn)定，一如前言所提及的：
AMOSIN-System 可達(dá)到 1 μm 弧長之精度！（1000 μm 的間距的1/1000）。此高精度等級(jí)的構(gòu)建不
只是為了理想，為了環(huán)保，更是為了在所有幾何安裝偏差精度或溫度管控上能符合機(jī)能性認(rèn)證的
規(guī)范。
為了克服上文討論中第3 及第4 項(xiàng)的錯(cuò)誤之發(fā)生，一個(gè)新的輸出介面已經(jīng)在新一代的AMOSIN 系統(tǒng)使
用，在1Vpp 輸出介面下，sine、cosine 和參考訊號(hào)被分割于在線性驅(qū)動(dòng)器上方。
同步的原始訊號(hào)譯碼(e.g. 1000μm)在更佳的Sin 波形減短到少于 40μm.弧長時(shí)，在可程序讀頭'D'
上可被解讀。
在隨后的電子訊號(hào)（例如控制器）中，任何可能導(dǎo)致計(jì)算的偏差（A/D 轉(zhuǎn)換），藉由分割因素（D）的
提供而在這個(gè)訊號(hào)介面中降低。此外，這被降低的正弦訊號(hào)節(jié)距會(huì)導(dǎo)致隨后的電子訊號(hào)量化的更好，
這對要求高動(dòng)態(tài)及堅(jiān)固的傳動(dòng)設(shè)備運(yùn)用是相當(dāng)重要的。
另外，分割訊號(hào)降低干擾結(jié)合于訊號(hào)發(fā)送線，比例于分割系數(shù)〝D〞；換句話說，得到一個(gè)改進(jìn)的訊
號(hào)/ 雜訊比。
AMOSIN 系統(tǒng)操作的測量原理表明它們*沒有滯留現(xiàn)象和不會(huì)導(dǎo)致反作用結(jié)果。

測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以特殊的技術(shù)制造封閉形式的測量環(huán)。此即為將二個(gè)形狀一樣的且互相關(guān)聯(lián)的組件緊密的焊接在測量
法蘭面上, 或直接單獨(dú)地作為一種薄型WMR 類型的測量環(huán)；依客戶的需求組裝。

將新的測量刻度尺WMR 成為薄、封閉的環(huán)，作為角度或旋轉(zhuǎn)速度的測量，提供驅(qū)動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的高靈活性

安裝方法為：安裝測量環(huán)到機(jī)械既有的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之測量法蘭面上。

其他測量環(huán)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：
● 極其低的慣性
● 安裝測量環(huán)的主軸單元可由任何的材質(zhì)構(gòu)成
● 由于測量環(huán)極穩(wěn)定的構(gòu)造，因此可達(dá)到高轉(zhuǎn)速感測器單元（Fig.3）的設(shè)計(jì)是AMOSIN 角度測量系統(tǒng)*的。

平面線圈數(shù)組由許多線圈單元組成，適用于可彎曲的底物。因此它的半徑可適合于的（測量法蘭）直徑。以此配置方式是非常適合平均超過數(shù)個(gè)格柵間距的訊號(hào)。平面的掃描表面，例如玻璃或堅(jiān)硬的
矽底物，包含*的易受影響的元素，效果只能接近此，因此對掃描圓柱體的刻度此較不穩(wěn)定。

這些角度測量系統(tǒng)可使用在要求精度的惡劣的環(huán)境條件下（例如油、灰塵、冷卻劑等等…保護(hù)等級(jí)IP67）

特制的測量系統(tǒng)可讓客戶輕易的結(jié)合到現(xiàn)有的機(jī)器上，不論集成測量環(huán)的機(jī)器零件是否是由我們供應(yīng)，或者由AMO 制造此特殊的機(jī)械零件，包含測量尺，皆可依照客戶的圖面。

在基本構(gòu)成要素測量系統(tǒng)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)：

測量尺、感應(yīng)器和放大器的應(yīng)用非常靈活，并且可以適應(yīng)任何特別應(yīng)用的要求。更進(jìn)一步的主要選擇
標(biāo)準(zhǔn)：

1. 格柵間距- l = 1000 μm 可有較大精度
           - l = 3000 μm 可有較大安裝公差
2. 掃描方式：讀頭相對于掃描本體
            - 外部掃描
            - 內(nèi)部掃描
3. 測量刻度尺：- 測量法蘭
               - 測量環(huán)
4. 讀頭： - 放大器置于連接器的小型讀頭
          - *內(nèi)置放大器

常規(guī)而言，任何形式的測量刻度尺能
與任何讀頭版本結(jié)合，以下列特性為
兩者相配的條件：
● 格柵間距
● 掃描方式
● 每圈格柵間距的數(shù)量