光柵尺作為精密測量領域的核心元件,其信號輸出方式直接影響測量精度與系統穩定性。本文將深入探討三種主流輸出模式的技術特點,幫助工程師優化設備選型。
增量式光柵尺:脈沖信號的經典應用
增量式光柵尺通過A/B兩相正交方波脈沖輸出位移信息,每毫米可產生數百至數千個脈沖信號。其典型特征包含:1)Z相基準信號提供原點校準;2)通過脈沖計數實現相對測量;3)斷電后需重新尋參考點。這種輸出方式成本較低,廣泛應用于數控機床和3D打印機等需要連續位置檢測的場景。
絕對式光柵尺:直接坐標定位的革新方案
絕對式光柵尺采用格雷碼或二進制編碼輸出,每個位置對應唯一坐標值。其核心優勢在于:1)上電即刻獲取絕對位置;2)抗干擾能力強;3)支持多圈記憶功能。常見于機器人關節定位和航空航天設備,單圈分辨率可達24位以上,但成本約為增量式的2-3倍。
數字信號輸出:工業4.0的接口標準
現代高端光柵尺普遍配備SSI、BiSS或EtherCAT等數字接口,傳輸速率可達10MHz。數字輸出克服了模擬信號易受干擾的缺陷,支持:1)實時誤差補償;2)多軸同步采集;3)遠程診斷功能。在半導體設備和精密儀器領域,數字接口已成為標配,傳輸距離最遠可達100米。
選擇建議:根據應用場景匹配輸出方式
對于5μm以下超高精度需求,建議選擇絕對式+數字接口組合;普通機床改造可選用增量式+模擬輸出;而需要網絡化集成的智能產線,則應優先考慮支持工業以太網的數字輸出型號。實際選型時還需考慮信號電纜長度、環境電磁干擾等現場因素。