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光柵尺度與分辨率有什么區(qū)別

來源:常州中崴機(jī)電科技有限公司   2018年07月17日 16:01  

度(Precision)是指使用同種備用樣品進(jìn)行重復(fù)測定所得到的結(jié)果之間的重現(xiàn)性。測量度(也常簡稱精度)高,是指偶然誤差與系統(tǒng)誤差都比較小,這時(shí)測量數(shù) 據(jù)比較集中在真值附近。雖然度高可說明準(zhǔn)確度高,但的結(jié)果也可能是不準(zhǔn)確的。誤差是準(zhǔn)確度的表示,是實(shí)測值與真實(shí)值偏離程度,而偏差是精密度的表示,是平行測量間的相異程度。 準(zhǔn)確度表示測量結(jié)果的正確性,精密度表示測量結(jié)果的重復(fù)性和重現(xiàn)性,精密度是準(zhǔn)確度的前提條件。 普通意義的分辨率(resolution)就是屏幕圖像的精密度,是指顯示器所能顯示的像素的多少。對于光柵尺而言是指可以測量的小單位.對于傳感器的分辨率與精度的理解,可以拿千分尺為例,分辨率代表千分尺可以讀到小數(shù)點(diǎn)后幾位,但精度還與尺子的加工精度,測量方法有關(guān)系。 同樣的,在光柵尺的使用中,分辨率與精度是*不同的兩個概念。
       光柵尺的分辨率,是指光柵尺可讀取并輸出的長度變化,對應(yīng)的參數(shù)有:每毫米光柵刻線數(shù)、脈沖數(shù)、細(xì)分等。比如50線光柵和100線光柵在同等條件下分辨率就不一樣,同等的50線光柵如果細(xì)分方法不一樣分辨率也會不一樣。
        光柵尺的精度,是指光柵尺輸出的信號數(shù)據(jù)對測量的真實(shí)長度度的準(zhǔn)確度,對應(yīng)的參數(shù)是微米(μm)、納米(nm).目前國內(nèi)光柵尺分辨率一般有5μm、1μm、0.5μm、0.2μm、0.1μm。那么這些分辨率是怎么得來的呢? 以每毫米50線光柵為例,經(jīng)過4細(xì)分,就能得到很簡單的5μm的分辨率,而不用采用電子細(xì)分,這也是目前國內(nèi)海德漢機(jī)床尺的多數(shù)工藝,至于高分辨率的光柵尺,就必須采用電子細(xì)分技術(shù),增加插補(bǔ)細(xì)分器才能得到。高分辨率光柵尺一般應(yīng)用于儀器儀表如視頻儀、工具顯微鏡、CNC加工中心等。
影響光柵尺測量精度有如下幾個方面:
A:光學(xué)部分  B:機(jī)械部分  C:電氣部分  D:使用中的安裝與傳輸接收部分,使用后的精度下降,機(jī)械部分自身的偏差。
A、光學(xué)部分對精度的影響:
光柵尺玻璃—主要的是母尺精度、每毫米刻線數(shù)、刻線精度、刻線寬度一致性等。
光發(fā)射源—光的平行與一致性、光衰減。
光接收單元—讀取誤差、讀取響應(yīng)。
光學(xué)系統(tǒng)使用后的影響—污染,衰減。
B、機(jī)械部分對精度的影響:
安裝精度。軸承的精度與結(jié)構(gòu)精度。光學(xué)組建安裝的精度。 例如,就軸承的結(jié)構(gòu)而言,單軸承支撐結(jié)構(gòu)的軸承偏差無法消除,而且經(jīng)使用后偏差會更大,而雙軸承結(jié)構(gòu)或多支承結(jié)構(gòu),可有效降低單個軸承的偏差。
C、電氣部分對精度的影響:
電源的穩(wěn)定精度—對光發(fā)射源與接收單元的影響。讀取響應(yīng)與電氣處理電路帶來的誤差;電氣噪音影響,取決于光柵尺電氣系統(tǒng)的抗干擾能力;例如,如果電子細(xì)分,也會帶來的誤差,按照德國海德漢提供的介紹,海德漢光柵尺的細(xì)分電氣誤差與正余弦曲線誤差會有一個很小的差異。
D、光柵尺使用中帶來的精度影響:

輸出電纜的抗干擾與信號延遲(較長距離或較快頻率下);
       接收設(shè)備的響應(yīng)與接收設(shè)備內(nèi)部處理可能的誤差。
       光柵尺高速位移時(shí)的動態(tài)響應(yīng)偏差。
       常見的就是我們自己使用安裝的方法與安裝結(jié)果帶來的偏差。
       綜上所述,光柵尺的分辨率和精度其實(shí)是兩個*不同的概念,但是二者有關(guān)聯(lián),高分辨率可以得到高的測量精度,但不是高分辨率一定能得到高的測量精度。在同等條件下,理論上高分辨率光柵尺一定可以得到高的測量精度。 

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