海德漢HEIDENHAIN長度計(jì)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)
海德漢公司的長度計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(gè)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(gè)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(shí)就可立即得到位置值并隨時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)光柵時(shí)，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(gè)光柵相對運(yùn)動時(shí)，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(gè)光柵的刻線與另一個(gè)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(jì)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)

光波照射到掃描掩膜時(shí)，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(gè)柵距時(shí)，前一級的+1衍射光在正方向上移過一個(gè)光波波長，-1衍射光在負(fù)方向上移過一個(gè)光波波長。由于這兩個(gè)光波在離開掃描光柵時(shí)將發(fā)生干涉，光波將彼此相對移動兩個(gè)光波波長。也就是說，相對移動一個(gè)柵距可以得到兩個(gè)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)的測量座。這樣使海德漢CERTO系列長度計(jì)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(jì)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