HEIDENHAIN海德汉长度计工作原理解析

成像扫描原理
简单的说，成像扫描原理是采用透射光生成信号：两个具有相同或相近栅距的光栅尺光栅和扫描掩膜彼此相对运动。扫描掩膜的基体是透明的，而作为测量基准的光栅尺可以是透明的也可以是反射的。
当平行光穿过一个光栅时，在一定距离处形成明/暗区，扫描掩膜就在这个位置处。当两个光栅相对运动时，穿过光栅尺的光得到调制。如果狭缝对齐，则光线穿过。如果一个光栅的刻线与另一个光栅的狭缝对齐，光线无法通过。一组规则排列的光电池将这些光强变化转化成电信号。特殊结构的扫描掩膜将光强调制为近正弦输出信号。栅距越小，扫描掩膜和光栅尺间的间距越小，公差越严。MT60和MT100系列的海德汉ACANTO、海德汉SPECTO和海德汉METRO长度计采用成像扫描原理。LED光源测量基准聚光镜扫描掩膜光电池组
干涉扫描原理
干涉扫描原理是利用精细光栅的衍射和干涉形成位移的测量信号。阶梯状光栅用作测量基准：高度0.2μm的反光线刻在平反光面中。光栅尺前方是扫描掩膜，其栅距与光栅尺栅距相同，是透射相位光栅。
光波照射到扫描掩膜时，光波被衍射为三束光强近似的光：-1、0和+1。光栅尺所衍射的光波中，反射光的衍射光强Z强的光束为+1和-1。这两束光在扫描掩膜的相位光栅处再次相遇，又一次被衍射和干
涉。它也形成三束光，并以不同的角度离开扫描掩膜。光电池将这些交变的光强信号转化成电信号。
扫描掩膜与光栅尺的相对运动使diyi级的衍射光产生相位移：当光栅移过一个栅距时，前一级的+1衍射光在正方向上移过一个光波波长，-1衍射光在负方向上移过一个光波波长。由于这两个光波在离开扫描光栅时将发生干涉，光波将彼此相对移动两个光波波长。也就是说，相对移动一个栅距可以得到两个信号周期。例如，干涉光栅尺的栅距一般为8μm、4μm甚至更小。其扫描信号基本没有高次
谐波，能进行高倍频细分。因此，这些光栅尺特别适用于高分辨率和高精度应用。MT1200和MT2500系列的海德汉CERTO和海德汉METRO长度计采用干涉扫描原理。
LED光源
测量基准
聚光镜

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