生產(chǎn)環(huán)境對車間計量的工件位置測量系統(tǒng)有特殊要求。感應(yīng)式測量系統(tǒng)原理有其固有弱點硼货，例如溫度敏感或非線性特性施揪。德國Traunreut的海德漢公司新開發(fā)的長度計在保持增量式光學測量的優(yōu)點外，還增加了提供絕對式位置值能力溶绢。它優(yōu)于原有位置測量系統(tǒng)侦镜，是車間長度測量的新選擇。

　　產(chǎn)品以及其部件對品質(zhì)劫扶、精度和功能的要求對其生產(chǎn)有巨大影響。為滿足這些要求蠢莺，同時也需確保生產(chǎn)的經(jīng)濟性，人們在生產(chǎn)過程監(jiān)測方面投入了大量人力物力躏将，希望精確測量公差和偏離其名義值的偏差并進行相應(yīng)修正。

　　大批量自動化生產(chǎn)中祸憋，用統(tǒng)計方法以及盡可能用機器和過程能力指標進行品質(zhì)保證。如果這不可行或由于特定條件限制使這些方法不經(jīng)濟掸鹅，就只能通過“檢測”保證品質(zhì)。無論那種情況拦赠，都意味著需要大量時間巍沙，時間開銷與檢測精度、零件裝卸和檢測點數(shù)量有關(guān)，因為測量過程必須謹慎地與生產(chǎn)線進行整合赎瞎，以確保相互影響和相關(guān)性最小燕紊。機械生產(chǎn)中，這些任務(wù)通常由不同形式的位移傳感器執(zhí)行癣吝。有很多形式荔寞，例如：最簡單情況是用電容性或電感性接近傳感器檢測零件組裝中或組裝后是否存在。如果要求更高体涡，需要檢測超瞧、測量和測試設(shè)備能復測工件尺寸轰窥、形狀和位置公差，精度需達到數(shù)微米脖煮。這需要環(huán)境條件穩(wěn)定或確定和對測量設(shè)備有特殊要求乍厉。

　　生產(chǎn)型直線測量

　　位移傳感器的龐大市場中凹蜈，數(shù)毫米行程的感應(yīng)式傳感器有數(shù)百萬臺裝機量。一半是接近傳感器履植。另一半是比例傳感器悄晃，用于將測量值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出信號。這其中的幾乎所有標準設(shè)備都用全橋或半橋線性差動變壓器（LVDT）鼠渺。這種測量設(shè)備的電子電路全部在后續(xù)電子設(shè)備中，用于大幅減小測量設(shè)備尺寸鹃祖。還有價格低和型號多樣化的優(yōu)點恬口。但是，這種感應(yīng)式測量基本原理決定了其固有弱點绳练。測桿線圈系統(tǒng)只在軟鐵心中點的很小范圍內(nèi)為線性，因此可用的測量行程（與機械結(jié)構(gòu)有關(guān)）只有數(shù)毫米偶屯。由于這個原因旋蝎，LVDT通常只用于測量公差，這在其線性行程范圍內(nèi)琐幔。名義尺寸由測針的固定位置確定为稽，因此限制了測量設(shè)備靈活性和如果需要測量不同尺寸還需要進行裝卸和調(diào)整唁情。LVDT測量原理的另一個明顯弱點是車間環(huán)境通常不理想，可是它對溫度敏感荠瘪。即使不大的溫度波動也將導致測量值明顯偏移哀墓，因此需要重新校準。盡管有這些局限后雷，但由于用戶熟悉它吠各，LVDT的優(yōu)點足以使它在市場中占有一席之地。

　　自動化系統(tǒng)數(shù)微米精度范圍的測量中候学，除了接觸式直線光柵尺外呕摹，還有多種非接觸測量應(yīng)用溪客。通常是基于光閘（透射光或反射光）的光學設(shè)備。也有部分設(shè)備用空氣的動態(tài)壓力測量被測物體間距離诸恤。也有用集成在生產(chǎn)線中的視頻系統(tǒng)。

　　增量式光學長度計越來越多地用于取代LVDT.增量式光學長度計結(jié)構(gòu)堅固豌淹，抗污染能力強女饺，能適應(yīng)實驗室到生產(chǎn)過程的高標準測量任務(wù)要求磨爪。相比其它測量原理，基于玻璃基體的測量基準有多個突出優(yōu)點：

　　·測量精度高和全行程線性好（可達100 mm）

　　·溫度穩(wěn)定性好和溫度特性確定

　　·高分辨率的重復精度高

　　·單信號周期內(nèi)誤差薪刖　（=小行程誤差）

　　德國Traunreut的海德漢公司的Specto系列光學長度計已有多年應(yīng)用歷史牧嫉。

　　提供絕對測量值

　　絕對式光柵尺的特點是位置與位置信息間關(guān)系確定酣藻。即使運動速度很高鳍置，也能始終提供可靠測量值。因此怕轿，截止頻率和電氣系統(tǒng)的最高速度限制這些指標都不重要辟拷。

　　測量設(shè)備工作前必須先建立原點卒亩，就是說基于外部坐標系確定被測位置的測量值。通常用實物標準（在確定的位置處）確定這個原點：長度計接觸被測物體表面拆翘，然后接觸已知實物標準的表面息体。如果測量設(shè)備開機后不能確定自己位置狗悔，就需要這樣確定原點巡软，類似于增量式光柵尺沒有回零時情況。如果是絕對式光柵尺干跛，開機后測量設(shè)備能立即確定位置祟绊。單這一項優(yōu)點就能大大方便檢測設(shè)備的裝卸和調(diào)試牧抽。

　　Acanto長度計不僅有增量式光學測量設(shè)備的優(yōu)點，還能提供絕對測量值阐肤。這樣的設(shè)備提供了立即得到絕對位置的測量手段讲坎。如果再考慮環(huán)境條件因素晨炕，檢測期間甚至都可能不需要重新校準。

　　結(jié)構(gòu)緊湊

　　Acanto長度計為接觸式測量楚餐，防護等級為IP65.測量長度有兩種蹂孽，12毫米和30毫米（圖2）酸穗。可用于大量應(yīng)用薪尉。為了簡化安裝和操作锚拳，有軸向和徑向版慰奉，用插頭連接電纜证森。測桿用壓縮空氣驅(qū)動伴鳖，也有用彈簧驅(qū)動。測桿的陶瓷復合材料滑動導軌摩擦小搞疗，磨損小和使用壽命長（超過≥ 500萬個往返行程）匿乃。長度計用裝夾桿固定（8 mm直徑）休吠。位置用23 nm分辨率的玻璃光柵尺刻線確定。系統(tǒng)誤差阳懂，也就是測量行程全長的線性誤差為±2 μm.小行程誤差（細分誤差）為0.7μm.這對只有幾微米行程的重復測量很重要岩调。溫度漂移的典型值為1μm/K.

　　位置值通過EnDat 2.2串口傳送触擎。EnDat主單元負責EnDat光柵尺的通信博旬。可以只傳送位置值波寓，也可以為上一級應(yīng)用提供附加信息蝇居。EnDat主單元用微控制器（μC）或FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）或ASI進行集成报逛。如果選擇集成在FPGA或ASIC中，將能用純串行進行高頻傳輸刮锹。德國Jena的MAZeT（(暫不可見)）已開始提供多個版本惯狠。EnDat接口除提供絕對位置信息外刮便，還提供光柵尺診斷功能。通過有效值提供當前生成的測量值質(zhì)量信息诺核。保存在設(shè)備存儲器中的數(shù)據(jù)可以讀取久信，也支持警告和報警功能裙士。因此可以方便地監(jiān)測長度計工作情況腿椎，顯著增加檢測系統(tǒng)可靠性，特別是多軸應(yīng)用時夭咬。

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