工作原理莫尔条纹以透射光栅为例,当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ,并且两个光栅尺刻面相对平行放置时,在光源的照射下,位于几乎垂直的栅纹上,形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” (右图所示)。严格地说,莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度,以W表示。
莫尔条纹
W=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。
莫尔条纹具有以下特征:
(1)莫尔条纹的变化规律
两片光栅相对移过一个栅距,莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用,莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数,变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。
(2)放大作用
在两光栅栅线夹角较小的情况下,莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中,θ的单位为rad,W的单位为mm。由于倾角很小,sinθ很小,则
W=ω /θ
若ω =0.01mm,θ=0.01rad,则上式可得W=1,即光栅放大了100倍。
(3)均化误差作用
莫尔条纹是由若干光栅条纹共用形成,例如每毫米100线的光栅,10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹,这样栅距之间的相邻误差就被平均化了,消除了由于栅距不均匀、断裂等造成的误差。
heidenhain海德汉光栅尺LIDA209精度±15 µm
规模 | LIDA 209 | |
测量标准 线膨胀系数 | 钢卷尺;光栅周期200微米 therm 10 x 10–6 K–1 |
精度等级 | ±15 µm |
从卷上切下的卷尺* | 3 m, 5 m, 10 m |
参考标记 | 每100毫米可选 |
质量 | 20 g/m |
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扫描头 | LIDA 28 | LIDA 27 | |
界面 | 1 VPP | TTL | |
积分插值* 信号周期 | – 200 µm | 10-fold 20 µm | 50-fold 4 µm | 100-fold 2 µm |
截止频率 扫描频率 边缘分离A | ≥ 50 kHz – – | – ≥ 50 kHz ≥ 0.465 µs | – ≤ 25 kHz ≥ 0.175 µs | – ≤ 12.5 kHz ≥ 0.175 µs |
横移速度 | ≤ 600 m/min | ≤ 300 m/min | ≤ 150 m/min |
插值误差 | ±2 µm | – |
电气连接* | 电缆,1米或3米,带15针D-Sub连接器(公) |
电缆长度 | 见接口说明,但≤30米(带海德汉电缆) |
电源 | DC 5 V ±0.25 V | |
电流消耗 | < 155 mA | < 140 mA (无负荷) | |
振动55赫兹至2000赫兹 冲击11毫秒 | ≤ 200 m/s2 (EN 60068-2-6) ≤ 500 m/s2 (EN 60068-2-27) |
工作温度 | –10 °C to 70 °C |
质量扫描头 连接电缆 连接器 | 20 g (无负荷) 30 g/m 32 g |
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