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如果僅以光柵的柵距作其分辨單位，只能讀到整數(shù)莫爾條紋，倘若要讀出位移為0.1um，勢必要求每毫米刻線一萬條，這是目前工藝水平無法實(shí)現(xiàn)的。因此，只能在合適的光柵柵距的基礎(chǔ)上，對柵距進(jìn)一步細(xì)分，才能獲得更高的測量精度。常用的細(xì)分方法有倍頻細(xì)分法和電橋細(xì)分法等。在一個(gè)莫爾條紋寬度上并列放置四個(gè)光電元個(gè)把，得到相位分別相差和四個(gè)正弦周期信號(hào)。選擇適當(dāng)電路處理這一列信號(hào)，使其合并得到的脈沖涼信號(hào)，每個(gè)脈沖分別和四個(gè)周期信號(hào)的零點(diǎn)相對應(yīng)，則電脈沖涼的周期為1/4個(gè)莫爾條紋寬度。用計(jì)數(shù)器對這一列脈沖涼信號(hào)計(jì)數(shù)，就可以讀取到1/4個(gè)莫爾條紋寬度的位移量。這樣得到的分辨率，將是光柵固有的分辨率的四倍。此方法稱為四倍頻細(xì)分法。光電開關(guān)的若再增加光敏元件，同理可以進(jìn)一步進(jìn)提高測量分辨率。 細(xì)分電路以移動(dòng)過的莫爾條紋數(shù)量來確定位移量，能測量的最小位移量就是光柵柵距。光電開關(guān)的光柵傳感器為了提高分辨率，以測量小于柵距的位移量，應(yīng)采用細(xì)分技術(shù)。光柵信號(hào)細(xì)分技術(shù)主要有光學(xué)細(xì)分、電子細(xì)分和微機(jī)軟件細(xì)分等方式，細(xì)分與未細(xì)分的比較由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)式困難、成本高等原因，已很少使用。而電子細(xì)分的原理是在莫爾條紋信號(hào)變化一個(gè)周期內(nèi)，發(fā)出若干個(gè)脈沖，以減小脈沖當(dāng)量。如一個(gè)周期內(nèi)發(fā)出n個(gè)脈沖，就可使為原來的n倍，每個(gè)脈沖涼當(dāng)量相當(dāng)于原來柵距的1/n。由于細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖頻率為原來的n倍，所以也稱為n倍頻。 電子細(xì)分不可能得到高的細(xì)分?jǐn)?shù)，且細(xì)分?jǐn)?shù)是固定的，所以現(xiàn)在大多數(shù)光柵數(shù)顯表都采用了微機(jī)軟件細(xì)分法。 光柵信號(hào)的計(jì)算機(jī)軟件細(xì)分技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛、也比較我成熟的細(xì)分技術(shù)。 軟件細(xì)分法一般是：將兩個(gè)相差的信號(hào)通過轉(zhuǎn)換輸入微機(jī)，再利用一定的算法計(jì)算出莫爾信號(hào)的相位，即可推算出此時(shí)莫爾條紋的內(nèi)的位置點(diǎn)，得到小于柵距的細(xì)分值，又稱小數(shù)。 通過分辨向電路輸出的為大數(shù)脈沖，脈沖頻率對應(yīng)于莫爾條紋變化頻率，脈沖當(dāng)量為光柵柵距值。 經(jīng)過大小靈敏合并處理后，再由微機(jī)進(jìn)行數(shù)值班計(jì)算和碼制轉(zhuǎn)換等處理，即可得到測量值。采用微機(jī)軟件細(xì)分方法，不但可以得到高細(xì)分?jǐn)?shù)，而且可以通過編程改變細(xì)分?jǐn)?shù)，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高，非常適用于智能檢測與控制等系統(tǒng)。 |
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