機床測量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
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單場掃描技術(shù)和絕對式測量技術(shù)是當前角度和長度測量技術(shù)發(fā)展中最主要的兩個方向，而且單場掃描技術(shù)和絕對式測量技術(shù)還可以組合應用。同時采用這兩種技術(shù)的單場掃描絕對式測量設(shè)備無論從信號質(zhì)量、抗污染能力、測量速度還是可靠性來看都遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)測量設(shè)備，此類產(chǎn)品在市場上的迅速推廣也證實了這一點。
單場掃描技術(shù)
傳統(tǒng)的角度和長度測量設(shè)備所采用的四場成像式掃描方法中，光柵標尺與帶有類似或相同光柵結(jié)構(gòu)的掃描掩膜做相對運動。穿過標尺與掩膜光線的明暗程度按標尺與掩膜相對位置的不同而有規(guī)律地變化：當標尺與掩膜的空隙吻合時，光線得以穿過；當柵線與空隙重合時，沒有光線穿過。感光元件將光強的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?。掃描掩膜上有四個掃描區(qū)，各掃描區(qū)光柵間互相錯開1/4柵距，對應于這四個掃描區(qū)的感光元件生成相位差為90°的四個正弦信號。這四個掃描信號不以零線為其中線，所以需要將四個信號兩兩相減，以獲得兩個90°相位差，中線為零線的輸出信號l1和l2。
新型的單場掃描技術(shù)中，掃描掩膜帶一個大尺寸光柵，其柵距與光柵標尺的柵距略有不同（圖1），由此在掃描掩膜光柵長度上會產(chǎn)生明暗交替現(xiàn)象：某些地方柵線與柵線重疊，光線可以通過；某些地方柵線與空隙重疊，光線無法通過；在這兩者之間，空隙部分被遮擋，這起到了光學過濾的作用，使得產(chǎn)生均勻的高正弦性信號成為可能。特制的柵狀感光元件取代了獨立感光元件，生成四個相位差為90°的掃描信號。
圖1 四場成像式光電掃描法原理
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