(數(shù)控機床設計)第3章數(shù)控機床的檢測裝置課件

●基本要求：

1）掌握數(shù)控系統(tǒng)中速度檢測裝置原理及應用。

2）掌握數(shù)控系統(tǒng)中位置檢測裝置原理及應用。

3）了解數(shù)控系統(tǒng)中電流檢測元件及應用。

●重點:

1）光電脈沖編碼器檢測邏輯電路原理及波形圖。

2）光柵尺檢測邏輯電路原理及波形圖。

●難點:

對于帶有方向端計數(shù)器和可逆計數(shù)器時，檢測電路構成的區(qū)別。第3章數(shù)控機床的位置檢測裝置

本章的地位數(shù)控機床位置自動控制中的位置反饋環(huán)節(jié)數(shù)控裝置控制電路伺服電機工作臺輸入速度檢測速度反饋位置反饋轉角檢測數(shù)控裝置控制電路伺服電機工作臺輸入速度檢測速度反饋位置反饋直線光柵尺旋轉編碼器位移轉角主要內容3.1概述3.2旋轉變壓器3.3感應同步器3.4磁柵3.5光柵3.6編碼器3.7激光干涉儀要掌握什么，有什么好處跟普通的測量儀器有什么不同心目中的傳感器應該具有什么特征3.1概述發(fā)電數(shù)控機床對檢測裝置的主要要求1）受溫、濕度影響小，工作可靠，抗干擾能力強；2）在機床移動范圍內滿足精度和速度要求；3）使用維護方便，適合機床運行環(huán)境；4）成本低；5）易于實現(xiàn)高速的動態(tài)測量。

1)要檢測的位移反映在位置檢測元件的什么部分?

2)如何將位移轉換成相應的電信號的檢測量?

3)用電的檢測信號的什么量(脈沖幅值相位頻率)來標定位移量的大小?位置檢測裝置工作原理的分析要點

§3.2感應同步器一、感應同步器的工作原理和分類它是利用電磁耦合原理，將位移或轉角轉變?yōu)殡娦盘?，借以進行位置檢測和反饋控制的，屬模擬式測量。根據(jù)用途和結構特點分：直線式、旋轉式兩類。直線式：定尺、滑尺，測直線位移，用于閉環(huán)伺服系統(tǒng)。旋轉式：定子、轉子，測角位移，用于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。感應同步器的結構“節(jié)距”是衡量感應同步器精度的主要參數(shù)。標準感應同步器定尺長250mm，滑尺長100mm，節(jié)距為2mm。定尺安裝在機床的不動部件上；滑尺安裝在機床的移動部件上。安裝防護罩：防止切屑和油污浸入必須保持定尺和滑尺平行、兩平面的間隙約為0．25±0．05mm，其它安裝要求視具體的產品說明而定。保證定尺和滑尺在全部工作長度上正常耦合，減少測量誤差。感應同步器的安裝定尺圖3-2滑尺在不同位置的感應電壓bacde移動距離感應電壓滑尺位置定尺感應電壓滑尺移動一個節(jié)距，感應電壓變化一個周期。

2.感應同步器的工作原理工作時，滑尺繞組上通交流電，將在定尺的回路上產生感應電勢，電勢的幅值和相位隨工作臺的運動而變化，據(jù)此來測量工作臺的位移。

規(guī)律：滑尺移動一個節(jié)距

感生電動勢按余弦波形變化一個周期2π，在一個節(jié)距內：

檢測的變化，即可檢測一個節(jié)距內的位移量。工作方式：

相位工作方式（鑒相型系統(tǒng)）

幅值工作方式（鑒幅型系統(tǒng)）

●相位工作方式：

供給滑尺的激磁信號為頻率、幅值相同，相位角相差90°的交流電壓。

●幅值工作方式：

給滑尺繞組通入相位相同、頻率相同，但幅值不同的勵磁電壓。二、鑒相系統(tǒng)的工作原理

鑒相系統(tǒng)是通過檢測感應電壓的相位來測量位移的。定尺滑尺正弦勵磁繞組A余弦勵磁繞組B2

圖3-3直線感應同步器UCUSUd給滑尺的正弦繞組A和余弦繞組B分別施加幅值Um相同，頻率ω相同，相位差900的交流電壓，即開始時，正弦激勵繞組與定尺繞組重合，此時滑尺繞組相對于定尺繞組的空間相位角=0。當滑尺移動時，兩繞組不再重合，此時在定尺上的感應電壓U'd為：同理，余弦激勵繞組作用，定尺上的感應電壓U"d為：式中：k—電磁偶合系數(shù)。

若感應同步器的節(jié)距為2，則滑尺移動的距離X與的關系式為：

由于感應同步器的磁路系統(tǒng)可視為線性，根據(jù)疊加原理，定尺上的感應總電壓為：代入上式得：三、鑒幅型系統(tǒng)的工作原理在這種系統(tǒng)中，供給滑尺的正、余弦繞組的激磁信號是頻率和相位相同而幅值不同的交流電壓，即它是通過檢測感應電壓的幅值來測量的。其中Usm、Ucm幅值分別為式中：1—給定電氣角。在正弦繞組單獨作用下，定尺上的感應電壓U'd為：在余弦繞組單獨作用下，定尺上的感應電壓U"d為：在正、余弦繞組共同作用下，定尺上的感應電壓Ud為：由上式知，定尺上感應電壓的幅值隨指令給定的位移X1(1)與工作臺實際位移量X()的差值按正弦規(guī)律變化。四、感應同步器的特點與應用（一）特點

1.精度高它直接對機床的位移進行測量，測量結果只受本身精度的限制，直線精度一般為0.002mm/250mm。

2.對環(huán)境的適應性強利用電磁感應原理，不怕油污和灰塵污染，不易受到干擾。

3.使用壽命長，安裝維修簡單。

4.可用于長距離位移測量，適合于大中型機床使用。5.工藝性好，成本低。（二）應用感應同步器有鑒相和鑒幅兩種工作方式?；鶞市盘栬b相器數(shù)控裝置脈沖相位變換激磁供電線路直流放大器伺服驅動機構放大器反饋信號感應同步器機床±xsintuT±2U2UsUc圖3-4鑒相系統(tǒng)測量的原理圖指令信號參考信號誤差信號相位角1由數(shù)控裝置發(fā)出。1.鑒相測量系統(tǒng)數(shù)控裝置數(shù)模轉換器相位補償相敏放大伺服驅動機構感應同步器機床±xU2UsUc圖3-5鑒幅系統(tǒng)測量的原理圖檢波放大余弦正弦振蕩器控制工作臺的移動方向標準正弦信號控制移動位移2.鑒幅測量系統(tǒng)§3.3

旋轉變壓器一、基本概念圖3-6旋轉變壓器的工作原理圖定子U1φ1φ2U2φ2U2φ2U2轉子φ2U2二、工作原理U1=UmsinωtU2=kU1sinθ=kUmsinωtsinθ式中：k—電磁耦合系數(shù)；U1—定子的激勵電壓；U2—轉子的感應電壓；Um—定子的最大瞬時電壓。φ2U2定子轉子U1圖3-7旋轉變壓器的結構原理圖該種旋轉變壓器，在轉子繞組連接負載后，所通過的電流產生的交變磁通將使定子和轉子將氣隙中的合成磁通畸變，影響測試精度。為此采用正弦、余弦旋轉變壓器，其定子和轉子繞組均由兩個扎數(shù)相等，且相互垂直的繞組構成。如圖3-8所示，一個轉子繞組接高阻抗作為補償，另一個轉子繞組作為輸出。U1U3U2轉子定子12R2cos1sin圖3-8正余、弦旋轉變壓器原理圖三、應用旋轉變壓器作為位置檢測裝置，有鑒相式和鑒幅式兩種典型工作方式。鑒相式是根據(jù)感應輸出電壓的相位來檢測位移量；鑒幅式是根據(jù)感應輸出電壓的幅值來檢測位移量。1.鑒相工作方式給定子兩繞組分別通以幅值相同、頻率相同、相位差900的交流勵磁電壓，即這兩個勵磁電壓在轉子繞組中都產生了感應電壓，如圖3-8所示，根據(jù)線性疊加原理，轉子中的感應電壓應為這兩個電壓的代數(shù)和：假如，轉子逆向轉動，可得由上述分析可知，轉子輸出電壓的相位角和轉子的偏轉角之間有嚴格的對應關系，這樣，只要檢測出轉子輸出電壓的相位角，就可知道轉子的轉角。

2.鑒幅工作方式給定子的兩個繞組分別通以頻率相同、相位相同、幅值分別為U1m和U2m的交流激磁電壓，則有當給定電氣角為時，交流激磁電壓幅值為別為當轉子正轉時，則轉子上的疊加電壓為同理，如果轉子逆向轉動，可得

由上述分析計算可知，轉子感應電壓的幅值隨轉子的偏轉角而變化，測量出幅值即可求得轉角。如果將旋轉變壓器裝在數(shù)控機床的滾珠絲杠上，當角從00到3600時，絲杠上的螺母帶動工作臺移動了一個導程，間接測量了執(zhí)行部件的直線位移。測量所走過的行程時，可加一個計數(shù)器，累計所轉的轉數(shù)，折算成位移總長度。§3.4

磁尺位置檢測裝置

磁尺又叫磁柵,是一種采用計算磁波數(shù)目來測量位置的元件。其優(yōu)點是精度高，復制簡單，安裝方便等。在油污、粉塵較多的場合使用有較好的穩(wěn)定性。一、組成和原理

該裝置由磁性尺、讀取磁頭和檢測電路組成。圖3-21磁尺位置檢測的框圖將磁信號轉變?yōu)殡娦盘栍涗洿蓬^轉化的一定節(jié)距的磁化信號

磁性標尺是在非導磁材料上用涂敷、化學沉積或電鍍上一層10~20μm厚的硬磁材料，并在他們表面上錄制相等節(jié)距周期變化的磁信號，有平面實體型磁尺、帶狀磁尺、線狀磁尺、圓型磁尺。二、磁性標尺框架磁頭帶狀磁尺磁尺磁頭磁頭磁盤/4(a)帶狀磁尺(b)線狀磁尺(c)圓型磁尺圖3-23常用的磁尺三、磁頭

磁頭是進行磁-電轉換的變換器，它把反映空間位置的磁信號轉換為電信號。圖3-24磁頭的結構原理圖磁性膜輸出信號U拾磁繞組激磁繞組激磁電源磁頭鐵芯基體磁尺0XU—拾磁線圈的感應電壓；U0—感應電壓系數(shù)；—磁尺變化信號節(jié)距；x—磁頭相對磁尺的位移；

—激磁電流的角頻率。為了辨別磁頭在磁標尺上的移動方向，常采用兩組磁頭。A磁頭B磁頭圖3-25雙磁頭測量的原理圖i1i2U2U1磁尺使用單個磁頭的輸出信號很小，實際使用中，將幾十個磁頭都以相同的間距λm/2配置，相鄰兩磁頭的輸出繞組反向串接。因此輸出信號為各磁頭輸出的疊加。多間隙磁頭具有高精度、高分辨率、輸出電壓大等優(yōu)點。磁尺磁頭U(a)(b)輸出電壓Un=3m/2Om/2圖3-26多間隙磁頭測量的原理圖

四、磁柵測量電路的工作方式磁尺檢測是模擬測量，必須和檢測電路配合才能檢測，檢測方法有鑒相式和鑒幅式兩種。1.鑒相式測量檢測電路振蕩器2MC分頻器400低通濾波器功放功放90o移向器限幅放大整形可逆計數(shù)器檢相內插電路求和電路帶通濾波器SSNNSSSSSSNNNN磁頭1磁頭2圖3-27鑒相檢測電路U1U2(m+1)兩磁頭通以等頻、等幅但相位相差90o的激磁電流兩磁頭的輸出電壓U1、U2為：

由上式可知，根據(jù)輸出電壓的相位變化，可以測量出磁尺的位移量。采用雙磁頭可以識別磁尺的運動方向。2.鑒幅式測量檢測電路

鑒幅式測量檢測電路與鑒相式檢測電路一樣，對兩組磁頭的激磁繞組通以同頻率、同相位的激磁電流，則兩組磁頭繞組輸出的感應電壓為：

用檢波器將其中的高頻載波sint濾掉，可得到相位相差/2的兩個交流信號，即對U'1和U'2進行放大、整形，轉換成方波信號，該方波信號與被測位移有確定的關系。磁尺應用各種測量機，如激光三坐標測量儀精密機床數(shù)控機床磁柵特點：制造工藝簡單，錄磁去磁方便，可直接在機床上錄制磁尺，不需安裝、調整，避免了安裝誤差?！?.5

脈沖編碼器脈沖編碼器是一種旋轉式脈沖發(fā)生器，能把機械轉角變成電脈沖，是數(shù)控機床上使用很廣泛的位置檢測裝置。脈沖編碼器可分為增量式與絕對式兩類。圖3-9脈沖編碼器的照片一、增量式脈沖編碼器增量式脈沖編碼器分光電式、接觸式和電磁感應式三種。就精度和可靠性來講，光電式脈沖編碼器優(yōu)于其它兩種，它的型號是用脈沖數(shù)/轉（p/r）來區(qū)分，數(shù)控機床常用2000、2500、3000p/r等，現(xiàn)在已有每轉發(fā)10萬個脈沖的脈沖編碼器。脈沖編碼器除用于角度檢測外，還可以用于速度檢測。1.基本概念.增量脈沖編碼器

結構及工作原理abz碼盤基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板節(jié)距τm+τ/4光源信號處理裝置

光電盤是用玻璃材料研磨拋光制成，玻璃表面在真空中鍍上一層不透光的鉻，然后用照相腐蝕法在上面制成向心透光窄縫。透光窄縫在圓周上等分，其數(shù)量從幾百條到幾千條不等。指示光柵也用玻璃材料研磨拋光制成，上刻有相差1/4節(jié)距的兩個窄縫，每一條后面安裝有一只光電元件。

光電碼盤隨被測軸一起轉動，在光源的照射下，透過光電碼盤和光欄板形成忽明忽暗的光信號，光敏元件把此光信號轉換成電信號，通過信號處理裝置的整形、放大等處理后輸出。輸出的波形有六路：的取反信號。AB90°Z……碼盤轉一圈其中，是

?輸出信號的作用及其處理

A、B兩相的作用√根據(jù)脈沖的數(shù)目可得出被測軸的角位移；√根據(jù)脈沖的頻率可得被測軸的轉速；√根據(jù)A、B兩相的相位超前、滯后關系可判斷被測軸旋轉方向。√后續(xù)電路可利用A、B兩相的90°相位差進行細分處理（四倍頻電路實現(xiàn)）。ABCP90O

Z相的作用

√被測軸的周向定位基準信號；√被測軸的旋轉圈數(shù)記數(shù)信號。的作用√后續(xù)電路可利用A、兩相實現(xiàn)差分輸入，以消除遠距離傳輸?shù)墓材８蓴_。Z……碼盤轉一圈增量式碼盤的規(guī)格及分辨率規(guī)格增量式碼盤的規(guī)格是指碼盤每轉一圈發(fā)出的脈沖數(shù)；現(xiàn)在市場上提供的規(guī)格從36線/轉

到10萬線

/轉

都有；選擇：①伺服系統(tǒng)要求的分辨率；②考慮機械傳動系統(tǒng)的參數(shù)。分辨率（分辨角）α設增量式碼盤的規(guī)格為n線/轉：光電式脈沖編碼器通常與電機做在一起，或者安裝在電機非軸伸端，電動機可直接與滾珠絲杠相連，或通過減速比為i的減速齒輪，然后與滾珠絲杠相連，那么每個脈沖對應機床工作臺移動的距離可用下式計算：式中—脈沖當量（mm/脈沖）；

S—滾珠絲杠的導程（mm）；

i—減速齒輪的減速比；

M—脈沖編碼器每轉的脈沖數(shù)（p/r）。增量式光電編碼器的工作原理圖如圖3-9所示。絕對式編碼器可直接把被測轉角用數(shù)字代碼表示出來，且每一個角度位置均有其對應的測量代碼，它能表示絕對位置，沒有累積誤差，電源切除后，位置信息不丟失，仍能讀出轉動角度。絕對式編碼器有光電式、接觸式和電磁式三種，以光電式四位絕對編碼器為例來說明其工作原理。

二、絕對式脈沖編碼器

1.二進制碼盤

白的部分代表0，黑的部分代表1，里環(huán)是高位，外環(huán)是低位，按二進制8421BCD規(guī)則編碼。圖3-11二進制編碼盤23222120000000010010001101000101011001111000111111101101110010111010100123222120圖3-12二進制編碼盤工作原理圖當檢測對象帶動碼盤一起轉動時，光電元件和碼盤的相對位置發(fā)生變化，從內到外四個感光元件將會出現(xiàn)有光照或無光照兩種情況。有光照時該感光元件設為“0”；反之，為“1”。如果碼盤逆時針轉動，就可依次得到按規(guī)定編碼的數(shù)字信號輸出為：0000、0001、0010……1111。反之，為：1111、1110、1101……0000。由上述分析可知，四位二進制編碼盤的分辨角θ＝360o/24=25.5o，若是n位二進制碼盤，就有n圈碼道，分辨角θ＝360o/2n，碼盤位數(shù)越大，所能分辨的角度越小，測量精度越高。若要提高分辨力，就必須增多碼道，即二進制位數(shù)增多。目前接觸式碼盤一般可以做到9位二進制，光電式碼盤可以做到18位二進制。用二進制代碼做的碼盤，如果電刷安裝不準，會使得個別電刷錯位，而出現(xiàn)很大的數(shù)值誤差。一般稱這種誤差為非單值性誤差。為消除這種誤差，可采用葛萊碼盤。2葛萊編碼盤葛萊編碼盤的結構原理圖如圖3-13所示。白的部分代表0，黑的部分代表1，里環(huán)是高位，外環(huán)是低位。不按8421BCD規(guī)則編碼。圖案的切換只用一位數(shù)（二進制），所以能把讀誤控制在一個單位之內，可靠性高。圖3-13葛萊編碼盤0000000100110010011010001001101110101110111111011100010001010111103267589111014151312423222120輸出二進制碼轉換成葛萊碼的法則是：將二進制碼右移一位并舍去末位的數(shù)碼，再與二進制數(shù)碼作不進位加法，結果即為葛萊碼。例如，二進制碼1101（13）對應的葛萊碼為1011（11），其演算過程如下：

1101（二進制碼）

1101（不進位相加，舍去末位）

1011（葛萊碼）

三、編碼盤的特點根據(jù)結構，編碼盤可分為接觸式、電磁式和光電式。

1.接觸式編碼盤如要求位數(shù)更多的話，可用兩個編碼盤構成組合碼盤，如用兩個6位編碼盤組合起來，一個做粗測，一個做精測，精盤轉一轉，粗盤最低位剛好移過一個，這樣就相當于得到了與12位相當?shù)拇a盤。導電體絕緣體軸電刷圖3-14接觸式編碼盤

優(yōu)點是結構簡單，體積小，輸出信號強，不需放大。

缺點是存在電刷的磨損問題，故壽命短，轉速不能太高，而且精度受到最高位分段寬度的限制。

2.光電編碼盤

其優(yōu)點是無接觸磨損，壽命長，允許轉速高，精度高。缺點式結構復雜，價格高，光源壽命短。

3.電磁編碼盤

其優(yōu)點是壽命長，允許的轉速高，精度可達到很高。用光電脈沖編碼器測某軸轉速,2min測得17800個脈沖,已知編碼器每轉950個脈沖,則軸的轉速是多少?

利用編碼器測量伺服電機的轉速、轉角，并通過伺服控制系統(tǒng)控制其各種運行參數(shù)。脈沖編碼器——在伺服電機中的應用二、脈沖編碼器——刀庫選刀控制中的應用角編碼器的輸出為當前刀具號

§3.6光柵檢測裝置光柵是利用光的透射、干涉現(xiàn)象制成的光電檢測元件，可以測量長度、角度、速度、加速度、振動和爬行等。一、光柵的結構光柵可分為透射光柵和反射光柵，透射光柵分辨率較反射光柵高，其檢測精度可達1μm以上。從形狀上看，又可分為圓光柵和直線光柵。反射光柵是采用不銹鋼帶經照相腐蝕或直接刻線制成。透射光柵是采用經磨制的光學玻璃或在玻璃表面感光材料的涂層上刻成光柵條紋而成。圖3-13直線光柵的照片圖3-14光柵構成的原理圖柵距(P)國內機床上一般采用100、200線/mm

直線光柵通常由長、短兩塊配套使用，長的稱為標尺光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。短的為指示光柵，裝在機床固定部件上。測量時它們相互平行放置，并保持0.05~0.1mm的間隙。光源聚光鏡標尺光柵(裝在移動部件上)指示光柵(裝在固定部件上)光電元件(把光信號轉變?yōu)殡娒}沖信號)P1P2P3P4圖3-15光柵檢測裝置的原理圖二、工作原理光柵測量時,標尺和指示兩光柵保持0.05~0.1mm的間隙，并使刻線相互傾斜一個小角度θ，由于光的衍射作用，就會產生明暗相間的干涉條紋，稱為莫爾條紋。當兩光柵相對移動時，莫爾條紋也移動，但兩者的移動方向垂直。光柵移動一柵距P時，莫爾條紋移動一個節(jié)距W。因此通過測定莫爾條紋移動的數(shù)目，可以測出光柵移動的距離。PWPW圖3-16莫爾條紋指示光柵標尺光柵Pd莫爾條紋標尺光柵指示光柵光柵節(jié)距摩爾條紋節(jié)距

作用：放大作用誤差均化作用測量位移θW光柵傾角莫爾條紋的特點：

1.放大作用用W（mm）表示莫爾條紋的寬度，P(mm)表示柵距，(rad)為光柵線紋之間的夾角，則有

若光柵節(jié)距P取0.01mm，刻線傾角θ=0.001rad

時，則莫爾條紋的寬度W=10mm，其放大倍數(shù)為1000，可見莫爾條紋有放大作用。

2.

均化誤差作用莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如，200條/mm的光柵，10mm寬的光柵就由2000條線紋組成，這樣柵距之間的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵距之間不均勻造成的誤差。

3.莫爾條紋的移動與柵距的移動成比例

當光柵尺移動一個柵距P時，莫爾條紋移動一個條紋寬度W。只要通過光電元件測出莫爾條紋的數(shù)目，就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的距離可以計算出來。若光柵移動方向相反，則莫爾條紋移動方向也相反。

三、光柵測量裝置的位移－數(shù)字轉換系統(tǒng)P1

P2

P3

P4

指示光柵

標尺光柵硅光電池

聚光鏡

光源

圖3-17光柵測量系統(tǒng)

P1、P2、P3、P4產生的信號相位彼此相差90o。P1、P3信號是相位差180o的兩個信號，接差動放大器放大，得正弦信號。同理，P2、P4信號送另一個差動放大器，得到余弦信號。Y6微分微分微分整形P1P2P4P3

差動放大器

差動放大器整形反相反相Y1Y2Y3Y4Y5Y7Y8微分

B方波

A方波

D

C正弦信號余弦信號B′A′C′D′圖3-18四倍頻辨向電路正向脈沖反向脈沖為使每隔1/4節(jié)距都有脈沖，把A、B各自反向一次得C、D信號正向：A'B+AD'+C'D+B'C反向：BC'+CD'+A'D+AB'正弦余弦ABCD正向A′B′C′D′圖3-19正向波形圖

A、B、C、D信號經微分變成窄脈沖A′、B′、C′、D′正弦和余弦信號經整形變成方波A和B在正走或反走時每個方波的上升沿產生窄脈沖，由與門電路把0o、90o、180o、270o四個位置上產生的窄脈沖組合起來，根據(jù)不同的移動方向形成正向或反向脈沖。正向：A'B+AD'+C'D+B'C反向移動時，微分波形為下降沿觸發(fā)。反向：A'D+AB'

+BC'+CD'正弦余弦ABCD反向A′B′C′D′圖3-20反向波形圖

二、光柵檢測的特點（1）由于光柵的刻線可制作十分精確，同時莫爾條紋對刻線局部誤差有均化作用，因此柵距誤差對測量精度誤差影響較小；也可采用倍頻的方法來提高分辨精度，所以測量精度高。（2）在檢測過程中，標尺光柵和指示光柵不直接接觸，沒有磨損，因而精度保持性好。（3）光柵刻線要求很精確，兩光柵之間的間隙及傾角都要求保持不變，故制造調試比較困難，對工作環(huán)境要求高。光柵尺按ESC退出鑒向倍頻電路作用:辨向、細分，提高光柵的分辨力莫爾條紋原一個周期出1個脈沖信號，而4倍頻后0°、90°、180°、270°都有脈沖輸出，一個周期內送出4個脈沖。分辨力提高4倍。分辨率取決于光柵柵距d和鑒向倍頻的倍數(shù)n，即：分辨率＝d/n。例：光柵線紋密度50條/mm（柵距20μm），經4倍頻處理后，線紋密度提高到200條/mm，工作臺每移動5μm送出一個脈沖，即分辨力為5μm，提高4倍。用光柵測量位移,光柵發(fā)出22500脈沖,測得距離為112.5mm,光柵的分辨率是多少?激光的特點高度相干性方向性好高度單色性亮度高由于激光有以上特性，因而廣泛應用于長距離，高精度的位置檢測。激光干涉法測距原理激光干涉儀是利用光波干涉原理，以激光波長作為測量基準來測量機床部件的位移量，測量的精度可達0.1μm。激光干涉儀利用干涉原理使激光束產生明暗相間的干涉條紋，由光電轉換元件接受并轉換為電信號，經處理后由計數(shù)器計數(shù)，從而實現(xiàn)對位置的測量。激光干涉儀測距的分辨率至少為半波長，利用電子細分技術還可測定0.01個光干涉條紋，因此，其精度極高激光干涉儀的組成激光管穩(wěn)頻器光學干涉部分光電接受元件計數(shù)器數(shù)字顯示器目前應用較多的是單頻激光干涉儀和雙頻激光干涉儀單頻激光干涉儀單頻激光干涉儀的缺點它的一個根本弱點就是受環(huán)境影響嚴重，在測試環(huán)境惡劣，測量距離較長時，這一缺點十分突出。其原因在于它是一種直流測量系統(tǒng)，必然具有直流光平和電平零漂的弊端。激光干涉儀可動反光鏡移動時，光電接收器會