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折疊編輯本段結(jié)構(gòu)信息

光柵尺位移傳感器是有標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上，光柵

讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。右圖所示的就是光柵尺位移傳感器的結(jié)構(gòu)。

折疊編輯本段檢測(cè)裝置

光柵檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)光柵檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭，它由光源、會(huì)聚透鏡、指示光柵、光電元件

及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用場(chǎng)合分為直接接收式讀數(shù)頭(

或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭）。

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(1)莫爾條紋的變化規(guī)律

兩片光柵相對(duì)移過一個(gè)柵距，莫爾條紋移過一個(gè)條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化

規(guī)律近似正(余)弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對(duì)位移的柵距數(shù)同步。

(2)放大作用

在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度ω和光柵柵距W、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中，θ的

單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則

W=ω /θ

若ω ＝0．01mm，θ＝0.01rad，則上式可得W＝1，即光柵放大了100倍。

(3)均化誤差作用

莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成，例如每毫米100線的光柵，10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋，

這樣?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了，消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。

液控伺服閥主要是指電液伺服閥,它在接受電氣模擬信號(hào)后，相應(yīng)輸出調(diào)制的流量和壓力。它既是電液轉(zhuǎn)換元件，也是功率放大元件，它能夠?qū)⑿」β实奈⑷蹼姎廨斎胄盘?hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能（流量和壓力）輸出。在電液伺服系統(tǒng)中，它將電氣部分與液壓部分連接起來，實(shí)現(xiàn)電液信號(hào)的轉(zhuǎn)換與液壓放大。電液伺服閥是電液伺服系統(tǒng)控制的核心。

另一方面，在伺服系統(tǒng)中傳遞信號(hào)和校正特性時(shí)多用電氣元件。因此，現(xiàn)代高性能的伺服系統(tǒng)也都采用電液方式，伺服閥就是這種系統(tǒng)的必需元件。伺服閥結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)高，對(duì)油的質(zhì)量和清潔度要求高。新型的伺服閥正試圖克服這些缺點(diǎn)，例如利用電致伸縮元件的伺服閥，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。另一個(gè)方向是研制特殊的工作油（如電氣粘性油）。這種工作能在電磁的作用下改變粘性系數(shù)。利用這一性質(zhì)就可通過電信號(hào)直接控制油流。比例閥是一種新型的液壓控制裝置。在普通壓力閥、流量閥和方向閥上，用比例電磁鐵替代原有的控制部分，按輸入的電氣信號(hào)連續(xù)地、按比例地對(duì)油流的壓力、流量或方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。比例閥一般都具有壓力補(bǔ)償性能，輸出壓力和流量可以不受負(fù)載變化的影響隨著液壓傳動(dòng)和液壓伺服系統(tǒng)的發(fā)展， 生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)一些即要求能夠連續(xù)的控制 壓力、流量和方向，又不需要其控制精度很 高的液壓系統(tǒng)。由于普通的液壓元件不能滿 足具有一定的伺服性要求，而使用電液伺服 閥又由于控制精度要求不高而過于浪費(fèi)，因 此近幾年產(chǎn)生了介于普通液壓元件 （開關(guān)控制） 和伺服閥 （連續(xù)控制） 之間的比例控制 閥。

為了提高系統(tǒng)分辨率，需要對(duì)莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分，目前（2006年）光柵尺位移傳感器系

統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時(shí)，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會(huì)產(chǎn)生莫爾

條紋，隨著光柵的移動(dòng)，莫爾條紋也隨之上下移動(dòng)。這樣就把對(duì)光柵柵距的測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)莫爾條紋個(gè)數(shù)

的測(cè)量。

在一個(gè)莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置4個(gè)光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。例如，柵線為50

線對(duì)/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計(jì)數(shù)脈沖，這在工業(yè)

普通測(cè)控中已達(dá)到了很高精度。由于位移是一個(gè)矢量，即要檢測(cè)其大小，又要檢測(cè)其方向，因此至少需

要兩路相位不同的光電信號(hào)。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的

差分放大器。由4個(gè)光敏器件獲得的4路光電信號(hào)分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩

路信號(hào)其相位差為π/2，為得到判向和計(jì)數(shù)脈沖，需對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行整形，首先把它們整形為占空比

為1：1的方波。

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折疊編輯本段安裝指導(dǎo)

光柵尺位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。

一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)（滑板）上，隨機(jī)床走刀而動(dòng)，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭

安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限

制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時(shí)，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安

裝在相對(duì)機(jī)床靜止部件上，此時(shí)輸出導(dǎo)線不移動(dòng)易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上（如

滑板）。

1、光柵尺位移傳感器安裝基面

安裝光柵尺位移傳感器時(shí)，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)

床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安

裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以

內(nèi)。如果不能達(dá)到這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工一件光柵尺基座。

基座要求做到：(1)應(yīng)加一根與光柵尺尺身長度相等的基座（1好基座長出光柵尺50mm左右）。(2)該基

座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi)。另外，還需加工一件與尺身基座等高的

讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時(shí)，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達(dá)到讀

數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。

2、光柵尺位移傳感器主尺安裝

將光柵主尺用M4螺釘上在機(jī)床安裝的工作臺(tái)安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動(dòng)工作

臺(tái)（主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng)）。用千分表測(cè)量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度，調(diào)整主尺M(jìn)4螺釘

位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時(shí)，把M2螺釘*上緊。

在安裝光柵主尺時(shí)，應(yīng)注意如下三點(diǎn)：

(1) 在裝主尺時(shí)，如安裝超過1.5M以上的光柵時(shí)，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個(gè)主尺尺身中

有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后，1好用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。(3)不能安裝卡子時(shí)

，1好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

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