海德漢HEIDENHAIN長度計應(yīng)用產(chǎn)業(yè)
海德漢公司的長度計具有量程大、精度高、精度穩(wěn)定的特點(diǎn)。其技術(shù)基礎(chǔ)是光電掃描。海德漢公司的長度計采用實(shí)物測量基準(zhǔn)，即玻璃或玻璃陶瓷基體的式或增量式光柵尺。這些測量基準(zhǔn)支持大測量范圍，對振動和沖擊不敏感，并具有確定的溫度特性。測量基準(zhǔn)的精度不受大氣壓力和相對濕度變化的影響－這是海德漢公司的長度計能夠長期穩(wěn)定的先決條件。這種方法除了能刻制柵距非常小的光柵外，而且刻制的光柵線條邊緣清晰、均勻。再加上光電掃描法，這些邊緣清晰的刻線是輸出高質(zhì)量信號的關(guān)鍵。母版光柵采用海德漢公司定制的精密刻線機(jī)制造。增量測量法的光柵由周期性刻線組成。位置信息通過計算自某點(diǎn)開始的增量數(shù)（測量步距數(shù)）獲得。由于必須用參考點(diǎn)確定位置值，因此光柵尺上還刻有一個參考點(diǎn)軌。參考點(diǎn)確定的光柵尺位置值可以精確到一個信號周期。因此，必須通過掃描參考點(diǎn)建立基準(zhǔn)點(diǎn)或確定上次選擇的原點(diǎn)。測量法是指編碼器通電時就可立即得到位置值并隨時供后續(xù)信號處理電子電路讀取。無需移動軸執(zhí)行參考點(diǎn)回零操作。位置信息來自光柵碼盤，它由一系列碼組成。

單獨(dú)的增量刻軌信號用于細(xì)分處理后得到位置值，同時也能生成供選用的增量信號（與接口類型有關(guān)）。大多數(shù)海德漢公司光柵尺或編碼器都用光電掃描原理。對測量基準(zhǔn)的光電掃描為非接觸掃描，因此無磨損。這種光電掃描方法能檢測到非常細(xì)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(zhǔn)的柵距越小，光電掃描的衍射現(xiàn)象越嚴(yán)重。海德漢直線光柵尺采用兩種掃描方法.簡單的說，成像掃描原理是采用透射光生成信號：兩個具有相同或相近柵距的光柵尺光柵和掃描掩膜彼此相對運(yùn)動。掃描掩膜的基體是透明的，而作為測量基準(zhǔn)的光柵尺可以是透明的也可以是反射的。當(dāng)平行光穿過一個光柵時，在一定距離處形成明/暗區(qū)。掃描光柵就位于該位置。當(dāng)兩個光柵相對運(yùn)動時，穿過光柵尺的光得到調(diào)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。光電池組將這些光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)化成電信號。特殊結(jié)構(gòu)的掃描掩膜將光強(qiáng)調(diào)制為近正弦輸出信號。柵距越小，掃描掩膜和光柵尺間的間距越小，公差越嚴(yán)。干涉掃描原理是利用精細(xì)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(zhǔn)：高度0.2μm的反光線刻在平反光面中。光柵尺前方是掃描掩膜，其柵距與光柵尺柵距相同，是透射相位光柵。海德漢HEIDENHAIN長度計應(yīng)用產(chǎn)業(yè)

光波照射到掃描掩膜時，光波被衍射為三束光強(qiáng)近似的光：-1、0和+1。光柵尺衍射的光波中，反射的衍射光的光強(qiáng)zui強(qiáng)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(qiáng)信號轉(zhuǎn)化成電信號。掃描掩膜與光柵尺的相對運(yùn)動使*級的衍射光產(chǎn)生相位移：當(dāng)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(fù)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(fā)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(jìn)行高倍頻細(xì)分。因此，這些光柵尺特別適用于高分辨率和高精度應(yīng)用。MT 1200和MT 2500系列的海德漢CERTO和海德漢METRO長度計采用干涉掃描原理。除系統(tǒng)精度外的其它因素也影響可獲得的整體測量精度。特別是包括測量期間的環(huán)境溫度和溫度波動以及測量設(shè)備的穩(wěn)固性和垂直度。測量環(huán)中的所有部件，例如支撐被測對象的底座、帶支架的測量座以及長度計本身，影響測量結(jié)果。測量系統(tǒng)由于機(jī)械或溫度變化而產(chǎn)生的膨脹或變形直接帶來誤差。機(jī)械結(jié)構(gòu)必須保證測量裝置的穩(wěn)定。必須避免測量環(huán)內(nèi)有長懸臂。

海德漢公司提供穩(wěn)定的測量座輔件。測量所導(dǎo)致的作用力不應(yīng)使測量環(huán)產(chǎn)生任何可測的變形。 海德漢公司的長度計的測量力小，對測量系統(tǒng)幾乎沒有影響。垂直安裝必須將長度計安裝在其測量桿與被測對象或支撐被測對象的表面精確垂直的位置。如果偏離垂直位置將造成測量誤差。海德漢公司帶8 mm裝夾桿的測量座的輔件可以保證安裝的垂直性。帶二維安裝面的長度計需進(jìn)行方向調(diào)整，使之與垂直于測量臺的安裝面（Y）平行。借助于量塊或平行平尺，可以快速、可靠地調(diào)整。在（X）方向與測量工作臺的垂直性由測量座保證。熱特性測量過程中的溫度變化將導(dǎo)致長度變化或測量裝置變形。溫度每升高5K，200 mm長的鋼棒膨脹約10 μm。如果偏離基準(zhǔn)溫度的溫差是均勻的，通過調(diào)整測量工作臺或模板的原點(diǎn)可基本補(bǔ)償；只有光柵尺和被測對象的膨脹才會帶到測量結(jié)果中。 測量過程中的溫度變化無法用數(shù)學(xué)方法確定。海德漢選用低膨脹系數(shù)的特殊材料制造關(guān)鍵零件，例如海德漢CERTO系列長度計的測量座。這樣使海德漢CERTO系列長度計能在19°C至21°C的環(huán)境溫度和溫度變化±0.1 K的測量過程中確保高精度。為保證測量的zui高精度，*次測量前需先開機(jī)預(yù)熱長度計約15分鐘。

ECN113、ECN223F、ECN125、ECN223M、ECN413、ECN225、ECN425、ECN227F、ECN1113、ECN227M、ECN1123、RCN223F、ECN1313、RCN223M、ECN1325、RCN227F、EQN425、RCN227M、EQN437、RCN727F、EQN1125、RCN727M、EQN1135、RCN827F、EQN1325、RCN827M、EQN1337、RCN226、ERN120、RCN228、ERN130、RCN729、ERN180、RCN829、ERN420、RCN220、ERN430、ROD220、ERN460、ROD270、ERN480、ROD280、ERN1020、ROD780、ERN1030、ROD880、ERN1070、RON225、ERN1080、RON275、ERN1085、RON287、ERN1120、RON785、ERN1180、RON786、ERN1185、RON886、ERN1321、RON905、ERN1326、RPN886、ERN1381