敞开式光栅尺基于光栅的光学原理工作,是一种非接触式的测量反馈装置。其核心组件包括光源、标尺光栅(主光栅)、指示光栅和光电检测器。标尺光栅通常固定在被测物体上,而指示光栅则与读数头相连。当被测物体移动时,标尺光栅随之移动,与指示光栅之间形成相对位移。
莫尔条纹效应:两片光栅重叠时,透明与不透明条纹会形成明暗相间的干涉条纹,称为莫尔条纹。这种条纹的间距远大于光栅本身的栅距,从而将微小的位移放大,便于检测。例如,当光源照射到光栅上时,光线通过透明条纹并被不透明部分遮挡,形成交替的亮暗区域。这些光斑被读取头中的光电探测器接收后,转化为电信号。
信号处理与输出:光电检测器将接收到的光信号转换为电信号,再通过信号处理器进行细分和数字化处理。输出数字脉冲信号,反映位移的大小和方向。由于采用非接触式测量,光栅尺避免了机械磨损,延长了使用寿命。
敞开式光栅尺的使用注意事项:
1.安装方面
-确保安装位置:避免直接安装在粗糙不平或打底涂漆的机床身上,应保证安装基面与导轨运动方向的平行度在0.1mm/1000mm以内。如果光栅尺超过1.5米,需要在整个尺身中有支撑。
-注意安装方式:安装时不能敲打光栅尺,防止光栅尺变形影响测量精度。同时要保证主尺和读数头的安装位置准确,两者之间的距离要适当,一般在0.1到0.3毫米之间,且要保持平行。
2.环境方面
-保持清洁干燥:尽量加上保护盖,及时清理飞溅在直尺上的碎屑和油污,严防异物进入光栅尺传感器外壳。防止油污、水等污染光栅尺面,以免影响光信号的传输和测量精度。
-控制温度湿度:应在规定的温度和湿度范围内使用和存放,避免因温度、湿度变化导致光栅尺产生热胀冷缩等问题,影响测量结果。一般来说,存储和使用的温度范围为0°C到40°C,相对湿度不超过80,且要避免结露。
3.操作维护方面
-正确接线操作:插拔光栅尺传感器和数显表插头座前,应先关闭电源,避免因静电或误操作损坏设备。使用时不要用力过猛或随意拉扯连接线。
-定期检查维护:定期检查安装和连接螺钉是否松动,如有问题应及时紧固。同时要定期对光栅尺进行校准,以确保测量精度。