光電掃描原理

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 簡單地說成像掃描原理

是用透射光生成信 號：兩個具有相同或相近柵距的光柵尺與 掃描掩碼彼此相對運動。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。具有相同或相近柵距的掃描 光柵就在這個位置處。當兩個光柵相對運 動時，穿過光柵尺的光得到調制：如果狹 縫對齊，光線通過。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，掃描掩膜和光柵尺帶間 的間距越小，公差越嚴。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。

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qiang 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。

掃描掩膜與光柵尺帶的相對運動使*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。

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 柵尺特別適用于小測量步距和高精度應 用。盡管如此，其相對寬松的安裝公差使 它可用于許多應用。

LIP、LIF和PP直線光柵尺采用干涉掃描 法。

heidenhain海德漢光柵尺LIF401精度0.01 µm

LIF 471，LIF 481 安裝簡單的增量式直線光柵尺

• 測量步距1 µm至0.01 µm

• 用限位開關和零位軌檢測位置

• 玻璃光柵尺，背膠固定

• 由光柵尺和讀數頭組成

• 高真空版（參見產品信息樣本）

如有需要詳情，請見：heidenhain海德漢光柵尺LIF401精度0.01 µm