德國寶利pauly公司是德國一家專業(yè)研究、生產(chǎn)及銷售光柵及特殊光電產(chǎn)品的公司。德國寶利pauly公司是具有30多年經(jīng)驗的光柵和特殊光電設(shè)備專業(yè)生產(chǎn)商，公司已成為世界該領(lǐng)域的企業(yè)，其產(chǎn)品系列規(guī)格齊全、品質(zhì)優(yōu)良、功能強大、精度高和穩(wěn)定性好，在也擁有眾多的用戶。

德國寶利pauly產(chǎn)品編輯
●pauly傳感器
●pauly紅外熱檢測儀
●pauly焊縫檢測儀
●pauly起重機保護光柵
●pauly控制器
●pauly針孔檢測儀            
 

光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點。例如，在數(shù)控機床中常用于對*和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償*的運動誤差的作用。

光柵尺按照制造方法和光學原理的不同，分為透射光柵和反射光柵。

結(jié)構(gòu)

編輯

光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床固定部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機床活動部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。右圖所示的就是光柵尺的結(jié)構(gòu)。 

光柵檢測裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點和使用場合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭）。

光柵檢測裝置

工作原理

莫爾條紋

以透射光柵為例，當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋” (右圖所示)。嚴格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示。

莫爾條紋

W=ω /2* sin（θ /2）=ω /θ 。 

莫爾條紋具有以下特征：

()莫爾條紋的變化規(guī)律

兩片光柵相對移過一個柵距，莫爾條紋移過一個條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對位移的柵距數(shù)同步。

(2)放大作用

在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則

W=ω /θ

若ω =0．0mm，θ=0.0rad，則上式可得W=，即光柵放大了00倍。

(3)均化誤差作用

莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成，例如每毫米00線的光柵，0mm寬度的莫爾條紋就有000條線紋，這樣柵距之間的相鄰誤差就被平均化了，消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。

檢測與數(shù)據(jù)處理

電子細分與判向法

光柵測量位移的實質(zhì)是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴，且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，目前（2006年）光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產(chǎn)生莫爾條紋，隨著光柵的移動，莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量。

在一個莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現(xiàn)電子細分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數(shù)脈沖，這在工業(yè)普通測控中已達到了很高精度。由于位移是一個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運放構(gòu)成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數(shù)脈沖，需對這兩路信號進行整形，首先把它們整形為占空比為：的方波。然后，通過對方波的相位進行判別比較，就可以等到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數(shù)，可以等到光柵尺的位移和速度。

安裝指導

光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位。

一般將主尺安裝在機床的工作臺（滑板）上，隨機床走刀而動，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導線不移動易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對機床運動的部件上（如滑板）。

、光柵尺線位移傳感器安裝基面

安裝光柵尺傳感器時，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導軌運動的方向平行度。千分表固定在床身上，移動工作臺，要求達到平行度為0.mm/000mm以內(nèi)。如果不能達到這個要求，則需設(shè)計加工一件光柵尺基座。

基座要求做到：()應(yīng)加一根與光柵尺尺身長度相等的基座（ 基座長出光柵尺50mm左右）。(2)該基座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行度0.mm/000mm以內(nèi)。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.mm左右，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為~.5mm左右。

2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝

將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動工作臺（主尺與工作臺同時移動）。用千分表測量主尺平面與機床導軌運動方向的平行度，調(diào)整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.mm/000mm以內(nèi)時，把M2螺釘*上緊。

在安裝光柵主尺時，應(yīng)注意如下三點：

() 在裝主尺時，如安裝超過.5M以上的光柵時，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后， 用一個卡子卡住尺身中點（或幾點）。(3)不能安裝卡子時， 用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

3、光柵尺線位移傳感器讀數(shù)頭的安裝

在安裝讀數(shù)頭時，首先應(yīng)保證讀數(shù)頭的基面達到安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。zui后調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度保證在0.mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在~.5mm以內(nèi)。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光柵線位移傳感器全部安裝完以后，一定要在機床導軌上安裝限位裝置，以免機床加工產(chǎn)品移動時讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購光柵線位移傳感器時，應(yīng)盡量選用超出機床加工尺寸00mm左右的光柵尺，以留有余量。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線位移傳感器安裝完畢后，可接通數(shù)顯表，移動工作臺，觀察數(shù)顯表計數(shù)是否正常。

在機床上選取一個參考位置，來回移動工作點至該選取的位置。數(shù)顯表讀數(shù)應(yīng)相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數(shù)顯表同時調(diào)至零（或記憶起始數(shù)據(jù)），往返多次后回到初始位置，觀察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否*。

通過以上工作，光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對于一般的機床加工環(huán)境來講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，傳感器應(yīng)附帶加裝護罩，護罩的設(shè)計是按照傳感器的外形截面放大留一定的空間尺寸確定，護罩通常采用橡皮密封，使其具備一定的防水防油能力。

使用注意事項

（）光柵尺傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進行。

（2）盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。

（3）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動。

（4）為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

（5） 為保證光柵尺傳感器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。

（6） 光柵尺傳感器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺傳感器即失效了。

（7） 不要自行拆開光柵尺傳感器，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的精度；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報廢。

（8） 應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。

（9） 光柵尺傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質(zhì)量。

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部分型號如下：

PAULYYV/R26/2/2PG7/RL紅外傳感器 FotoelektrikPaulyGmbH&Co.KG                    
PAULY  PP244QS/308/53 24VDC/E2/Z3                    
PAULY  PP244（q)/308/R53S/Z3s/5+230VAC                    
PAULY-0260    發(fā)射器    PP244S/308/R53S/RC/Z3S                        
PAULY    PP200-2/e2/2PG7/2PG/q/24VDC 光柵                    
PAULY  PS20R26 ii                    
PAULYtypJP95 NR.B3.053                    
PAULYPR032RFZ8/.4/.9 24VDC/i/r/y                    
PAULY    Besl-Nr.433qS                    
PAULYO-407                    
PAULY    光柵接收器    PLG4762026/39/3/60*30/-/20/4/E/i/stM0                        
PAULY  GR50S DN75 D6mm                     
PAULY  ET03/2000                    
PAULYpp2009/3E 24VDC/e2/i-i                    
PAULYTyp PP244S/54/R27*7 24VDC  Nr.4206                    
PAULY  ET03/2000/e2/y/i/stH4/24VDC+stH4w(e)+KW26(+y)+AD26SS2                    
PAULY    尋孔儀    PP244QS/308/R53 230VAC/R/Z3                        
PAULYVaried Detector WELD PP244(Q)/308/R53 4000 AC230V F WELDING POINT DETECTOR WITH CONTROLLER PP8320/2 Z3                    
PAULY光電管電源PS20R26P                    
PAULY 發(fā)射器 PP244S/308/R53 230VAC/R/e/z3                    
PAULY光電開關(guān)PV200/3E                    
PAULYFM30-800-3X;SP-L4-X0540-5622                    
PAULYPV22/2 24VDC/R/I  007024                    
PAULYPP8320/2 24VDC e2/z3 Nr:004028                    
PAULY PP8320/2 230V/e2/z3  Nr：503027                    
PAULY 光電管 PS20R26                    
PAULY 光柵 PLG4762026/39/3/60X30/-/20/4S/q/s                    
PAULY  GFKW09T-VA(5M)                    
PAULY    Kabel (stE4) /4mkOp/2stE4       附件                    
PAULYET03/2000 24VDC/E2/I/P/STH4                    
PAULYPP200-2+/R2/2PG7/2PG/24VDC/230VAC+YV/R26/2/2PG7/rl+R8462                    
PAULY  PP244/308/R53 option:24vdc; PNP e2                    
PAULY PP 244(q)/308/R53S/                     
PAULY 光柵 PP8320/2/230VAC/R/z3                    
PAULY   434qSM20  PP244q/308/R53S*20/24VDC                            
PAULY 焊縫檢測信號電纜 43XT 帶插頭                    
PAULY 閱讀頭單頭光傳輸器 singleopticheadO-407--GFK                    
PAULY 備件 Typ PP8320/2  230VAC/R/z3  Nr.4200                    
PAULY  PP8320/2 230VAC/R/Z3                    
PAULY    PP244q/308/R53S /e2/z3s/24VDC 光柵                    
PAULY  PP037/2                    
Pauly    PMG676232+2/50/5/60*30/-/20/3S/stm0(with 5m cable)                            
PAULY  PS20R26/PG9/P/IR PU200/3E/e2/i/3PG/24VDCOrder-No.888                    
PAULYPP244/308/R53/R2/e2/z3s/24VDC 發(fā)射器 434S                    
PAULY        0330D005BN3HC 濾芯                    
PAULYPLG4762026/39/3/60X30/-/20/4E/i/s                    
PAULYsingleopticheadO-407--GFK                    
PAULY型號：PP244/308/R53  option： PNP e2 230VAC                    
PAULY 電器件 typJP95 NR.B3.053                    
PAULY Kable STE4/4MKOP/3STE4                    
PAULYPLG4762026/39/3/60X30/-/20/4Eq/i/stM0                    
PAULY  Typ PP244E/54/R27*7e2 Nr.4208                    
PAULY    43XT Kabel (stE4) /4mkOp/2stE4 線纜                    
PAULY 888 PS20R26/PG9/i/rl/pl                     
PAULYPS20R26                    
PAULY24VDC/E2/I/STH4ET03/2000                    
PAULYR26/2  00709                    
PAULYSTE4                    
PAULYPP8320/2 230VAC/R/Z3                    
PAULY 極限開關(guān) Limit Switch - IW3 (short) （NDC訂貨號：5308002）                    
PAULYJP95/R/d/rl/stH7/20...230VUC                    
PAULY  pp2009/3E 24VDC/e2/i-i                    
PAULY 焊縫檢測器 PP244qS/308/R53 24VDC/e2/z3                    
PAULY    PP244QS/308/R53-230VAC/R/Z3    傳感器                    
PAULY    備件    pp244q/308/R53S/e2/z3s/24v                        
PAULY JP902/80/R/230VAC                    
PAULY  GFK2W0T-VA(5m)( double)                    
PAULY  PP244QS/308/R53/E2/Z3                    
PAULY    電器    PP200-2 24VDC/E2/Q                            
PAULY  PLG63023026/225/25/22.8/0×22.8/-/0E/24VDC//e2/fx                    
PAULYSTE4/4MKOP/2STE4                    
PAULY    PP244S/54/R27*7                    
PAULY  434qEM20 PP244q/308/R53E*20/e2                    
PAULY      PP244q/308/R53S/R2/z3s/5+230VAC     光柵                    
PAULYPP244Q/308/R53E/E243QE                    
PAULY 探測器 PP244QE/308/R53E2                    
PAULY    PP244q/220/R28S/24VDC  光柵                    
PAULY    反射式傳感器    JP96/3/r2/stH7/230VAC                        
PAULY singleopticheadO-407--GFK 閱讀頭單頭光傳輸器                    
PAULYPP244E/54/R27*7