栅距的细分数和准确性也影响光栅测量系统的准确度和测量步距。对莫尔条纹信号质量的要求主要是信号的正弦性和正交性要好;信号直流电平漂移要小。对读数头中的光电转换电路和后续的数字化插补电路要求频率特性好,才能保证测量速度高。
Heidenhain公司专门为光栅传感器和crc相联结设计了光栅倍频器,即将光栅传感器输出的正弦信号(一个周期是一个栅距)进行插补和数字化处理后给出相位相差90°的方波,其细分数(倍频数)有5、10、25、50、100、200和400,再考虑到数控系统的仪器校准4倍频后对栅距的细分数有20、40、100、200、400、800和1600,能实现测量步距从1nm到5μm,倍频数选择取决于光栅信号一个栅距周期的质量。
随着倍频数的增加,光栅传感器的输出频率要下降,倍频器的倍频细分数和输入频率的关系见表3。 表3 倍频器的倍频细分和输入频率 倍频细分数:0——2——10——25——50——100——200——400 输入频率(KHz):600——500——200——100——50——25——12.5——6.25 选择不同的倍频数可以得到不同的测量步距。在Heidenhain的数显表中可以设置15种之多的倍频数,最高频数可达1024,即1,2,4,5,10,20,40,50,64,80,100,128,200,400,1024。在微机上用的数显卡最大倍频数可到4096。
(3)光栅的参数标记和绝对坐标 ①光栅绝对位置的确立 光栅是增量测量,光栅尺的绝对位置是利用参考标记(零位)确定。参考标记信号的宽度和光栅一个栅距的信号周期一致,经后续电路处理后参考信号的脉冲宽度和系统一个测量步距一致。