了解透射型光電式柵尺：探討不同類型的線性編碼器工作原理與應(yīng)用！
引言：數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)中至關(guān)重要的設(shè)備，它們依賴于高度精確的測量和控制系統(tǒng)以實現(xiàn)復(fù)雜的加工操作。線性編碼器，也稱為線性柵尺，是數(shù)控機床中的重要組件之一，用于準確測量工具和工件的位置和移動。本文將介紹不同類型的線性編碼器的檢測原理和工作原理。
透射型光電式柵尺的檢測原理
透射型光電式柵尺是一種組合式線性柵尺，它以玻璃柵尺為長度基準。它的檢測原理涉及發(fā)光元件、受光裝置和刻度格。以下是其工作原理的概述：
發(fā)光元件和準直透鏡：這兩個組件一起產(chǎn)生平行光，該光線被照射到刻度格上。
刻度格：刻度格是位于玻璃柵尺上的光柵，其周期性結(jié)構(gòu)包含透光和不透光部分。
受光裝置：受光裝置包括光電二極管陣列，它位于刻度格的反面。當(dāng)平行光穿過刻度格時，它會在受光裝置上形成與刻度格周期相同的干涉條紋。
偏移檢測：當(dāng)玻璃柵尺沿測量方向發(fā)生偏移時，干涉條紋也會相應(yīng)移動。這一移動導(dǎo)致受光裝置輸出正弦波信號，其周期為刻度周期（通常為20um）。
電信號輸出：正弦波信號通過內(nèi)插電路進行電分割，最終輸出為方波信號（脈沖）。這些脈沖用于測量線性位移。
反射型光電式柵尺的檢測原理
反射型光電式柵尺使用發(fā)光元件、受光裝置和刻度格進行位移測量。以下是其工作原理的概述：
發(fā)光元件和準直透鏡：這些組件生成平行光，照射到刻度格和玻璃柵尺上。
刻度格和反射光：刻度格和玻璃柵尺的反射光產(chǎn)生干涉條紋，類似于透射型柵尺。
受光裝置：受光裝置包括光電二極管陣列，用于檢測反射光。
偏移檢測：當(dāng)玻璃柵尺沿測量方向發(fā)生偏移時，受光裝置輸出正弦波信號，其周期通常為刻度周期或其一半。
電信號輸出：正弦波信號經(jīng)過電插補（分割）后，最終輸出為脈沖信號，用于測量線性位移。
電磁感應(yīng)式柵尺的檢測原理
電磁感應(yīng)式柵尺使用電磁感應(yīng)將偏移轉(zhuǎn)換為電信號。以下是其工作原理的概述：
電磁感應(yīng)：該系統(tǒng)包括兩個線圈，一個位于主尺上，另一個位于傳感器部。主尺的線圈用于產(chǎn)生磁通量，而傳感器部的線圈用于檢測感應(yīng)電流。
電磁耦合：當(dāng)主尺線圈中通入隨時間變化的電流時，它會在周圍產(chǎn)生磁通量。這導(dǎo)致傳感器部的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
偏移檢測：根據(jù)傳感器部的偏移量，各線圈之間的電磁耦合發(fā)生變化，從而產(chǎn)生與柵尺線圈的間距周期相同的正弦波信號。
電信號輸出：正弦波信號通過電插補（分割）后，輸出為脈沖信號，用于測量線性位移。
遠心光學(xué)系統(tǒng)原理
遠心光學(xué)系統(tǒng)是一種高級線性編碼器技術(shù)，使用遠心攝像光學(xué)系統(tǒng)以圖像形式捕捉柵尺刻度。其工作原理包括以下關(guān)鍵要素：
遠心攝像光學(xué)系統(tǒng)：系統(tǒng)使用兩側(cè)的遠心攝像光學(xué)系統(tǒng)，以圖像形式捕捉柵尺刻度。這提高了編碼器的穩(wěn)定性。
圖像處理：從捕捉的圖像中提取柵尺的刻度信息，并將其轉(zhuǎn)化為位移數(shù)據(jù)。
高分辨率：遠心光學(xué)系統(tǒng)能夠提供非常高的分辨率，以滿足精密測量的需求。
結(jié)論
線性編碼器是數(shù)控機床和其他精密機械中至關(guān)重要要組件，通過其不同類型的檢測原理，它們可以實現(xiàn)高精度的位移測量。每種線性編碼器類型都有其獨特的應(yīng)用場景和優(yōu)勢，使其成為制造業(yè)中不可或缺的組件。
透射型光電式柵尺適用于需要高分辨率和高精度的應(yīng)用，例如數(shù)控機床、半導(dǎo)體制造設(shè)備和精密測量設(shè)備。其原理簡單，但提供了可靠的性能和測量精度。
反射型光電式柵尺通常用于需要中等分辨率和精度的應(yīng)用，例如木工機械、風(fēng)力渦輪機和醫(yī)療設(shè)備。它的工作原理與透射型柵尺類似，但在一些應(yīng)用中可能更經(jīng)濟實惠。
電磁感應(yīng)式柵尺在需要高耐用性和可靠性的惡劣環(huán)境中表現(xiàn)出色，例如金屬加工機械、重型機械和采礦設(shè)備。其工作原理允許在污染和振動環(huán)境下保持精確的測量。
遠心光學(xué)系統(tǒng)是一種先進的編碼器技術(shù)，通常用于高精度和高分辨率的應(yīng)用，例如半導(dǎo)體制造、精密定位和科學(xué)研究。它的圖像處理能力和穩(wěn)定性使其成為需要高度精確測量的領(lǐng)域的理想選擇。
綜上所述，線性編碼器的不同類型提供了廣泛的選擇，以滿足各種制造和測量需求。無論是在數(shù)控機床、醫(yī)療設(shè)備還是科學(xué)研究領(lǐng)域，線性編碼器都起著至關(guān)重要的作用，幫助實現(xiàn)精密和高效的操作。了解這些編碼器的工作原理有助于工程師和制造商選擇適合其應(yīng)用的最佳解決方案。
