海德漢光栅尺位移傳感器是利用光栅的光學原理工作的測量反饋裝置。海德漢光栅尺經常應用於(yú)數控機床的閉(bì)環伺服系統中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信号爲數字脈沖，具有檢測範圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。例如，在數控機床中常用於(yú)對刀具和工件的坐标進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。
海德漢(hàn)光栅尺按照制造方法和光學原理的不同，分爲(wèi)透射光栅和反射光栅。
出售德國HEIDENHAIN光栅尺655251-52型是由标尺光栅和光栅讀數頭兩部分組成。标尺光栅一般固定在機床固定部件上，光栅讀數頭裝在機床活動部件上，指示光栅裝在光栅讀數頭中。右圖所示的就是海德漢光栅尺的結構。
光栅檢測(cè)裝置的關鍵部分是光栅讀數頭，它由光源、會聚透鏡、指示光栅、光電元件及調整機構等組成。光栅讀數頭結構形式很多，根據讀數頭結構特點和使用場(chǎng)合分爲直接接收式讀數頭(或稱矽光電池讀數頭、鏡像式讀數頭、分光鏡式讀數頭、金屬光栅反射式讀數頭）。
光栅測量位移的實質是以光栅栅距爲一把标準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的海德漢光栅尺一般造價較貴，且制造困難。爲瞭(le)提高系統分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，目前（2006年）海德漢光栅尺傳感器系統多採用電子細分方法。當兩塊光栅以微小傾角重疊時，在與光栅刻線大緻垂直的方向上就會産生莫爾條紋，随著(zhe)光栅的移動，莫爾條紋也随之上下移動。這樣就把對光栅栅距的測量轉換爲對莫爾條紋個數的測量。
在一個莫爾條紋寬度内，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如，栅線爲50線對/mm的海德漢光栅尺，其光栅栅距爲0.02mm，若採用四細分後便可得到分辨率爲5μm的計數脈沖，這在工業普通測控中已達到瞭(le)很高精度。由於(yú)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号。爲瞭(le)消除共模幹擾、直流分量和偶次諧波，通常採用由低漂移運放構成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信号分别送到2隻差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信号其相位差爲π/2，爲得到判向和計數脈沖，需對這兩路信号進行整形，首先把它們整形爲占空比爲1：1的方波。然後，通過對方波的相位進行判别比較，就可以等到海德漢光栅尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數，可以等到海德漢光栅尺的位移和速度。
出售德國HEIDENHAIN光栅尺655251-52型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。
一般将主尺安裝在機床的工作台（滑闆）上，随機床走刀而動，讀數頭固定在床身上，盡可能使讀數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。如果由於(yú)安裝位置限制必須採(cǎi)用讀數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，讀數頭應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，而尺身則應安裝在相對機床運動的部件上（如滑闆）。
1、海德漢(hàn)光栅尺線位移傳(chuán)感器安裝基面
安裝海德漢光栅尺傳(chuán)感器時，不能直接将傳(chuán)感器安裝在粗糙不平的機床身上，更不能安裝在打底塗漆的機床身上。光栅主尺及讀數頭分别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台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，移動工作台，要求達(dá)到平行度爲0.1mm/1000mm以内。如果不能達(dá)到這個要求，則需設計加工一件海德漢光栅尺基座。
基座要求做到：(1)應加一根與海德漢光栅尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（基座長(zhǎng)出海德漢光栅尺50mm左右）。(2)該基座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數頭基座。讀數頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大於(yú)±0.2mm。安裝時，調整讀數頭位置，達到讀數頭與海德漢光栅尺尺身的平行度爲0.1mm左右，讀數頭與海德漢光栅尺尺身之間的間距爲1~1.5mm左右。
2、海德漢(hàn)光栅尺線位移傳(chuán)感器主尺安裝
将光栅主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作台安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動工作台（主尺與工作台同時移動）。用千分表測(cè)量主尺平面與機床導(dǎo)軌運動方向的平行度，調整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以内時，把M2螺釘*上緊。
在安裝光栅主尺時(shí)，應注意如下三點(diǎn)：
(1) 在裝主尺時，如安裝超過1.5M以上的光栅時，不能象橋梁式隻安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐(chēng)。(2)在有基座情況下安裝好後，用一個卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。(3)不能安裝卡子時，用玻璃膠粘住海德漢光栅尺身，使基尺與主尺固定好。
3、海德漢光栅尺線位移傳(chuán)感器讀(dú)數頭的安裝
在安裝讀數頭時，首先應保證讀數頭的基面達(dá)到安裝要求，然後再安裝讀數頭，其安裝方法與主尺相似。zui後調(diào)整讀數頭，使讀數頭與光栅主尺平行度保證在0.1mm之内，其讀數頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以内。
4、海德漢(hàn)光栅尺線位移傳(chuán)感器限位裝置
光栅線位移傳感器全部安裝完以後，一定要在機床導軌上安裝限位裝置，以免機床加工産(chǎn)品移動時讀數頭沖(chōng)撞到主尺兩端，從而損壞海德漢光栅尺。另外，用戶在選購光栅線位移傳感器時，應盡量選用超出機床加工尺寸100mm左右的海德漢光栅尺，以留有餘量。
5、海德漢(hàn)光栅尺線位移傳(chuán)感器檢查
光栅線位移傳(chuán)感器安裝完畢(bì)後，可接通數顯表，移動工作台，觀察數顯表計數是否正常。
在機床上選取一個參(cān)考位置，來回移動工作點(diǎn)至該選取的位置。數顯表讀數應相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數顯表同時調至零（或記憶起始數據），往返多次後回到初始位置，觀察數顯表與千分表的數據是否*。
通過以上工作，海德漢光栅尺線位移傳感器的安裝就完成瞭(le)。但對於(yú)一般的機床加工環境來講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，傳感器應附帶加裝護罩，護罩的設計是按照傳感器的外形截面放大留一定的空間尺寸確定，護罩通常採用橡皮密封，使其具備一定的防水防油能力。
（1）海德漢光栅尺傳(chuán)感器與數顯表插頭座插拔時應關閉(bì)電源後進行。
（2）盡可能外加保護罩，並(bìng)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海德漢光栅尺傳(chuán)感器殼體内部。
（3）定期檢查各安裝聯接螺釘(dīng)是否松動(dòng)。
（4）爲延長(zhǎng)防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻塗上一薄層(céng)矽油，注意勿濺落在玻璃光栅刻劃面上。
（5） 爲保證海德漢(hàn)光栅尺傳(chuán)感器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭海德漢(hàn)光栅尺面及指示光栅面，保持玻璃海德漢(hàn)光栅尺面清潔。
（6） 海德漢光栅尺傳(chuán)感器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞海德漢光栅尺，如海德漢光栅尺斷裂，海德漢光栅尺傳(chuán)感器即失效瞭(le)。
（7） 不要自行拆開海德漢光栅尺傳感器，更不能任意改動主栅尺與副栅尺的相對間距，否則一方面可能破壞海德漢光栅尺傳感器的精度；另一方面還可能造成主栅尺與副栅尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞瞭(le)栅線，以而造成海德漢光栅尺報(bào)廢。
（8） 應注意防止油污及水污染海德漢(hàn)光栅尺面，以免破壞海德漢(hàn)光栅尺線條紋分布，引起測(cè)量誤差。
（9） 海德漢光栅尺傳(chuán)感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環境中工作，以免腐蝕光栅鉻層(céng)及海德漢光栅尺表面，破壞海德漢光栅尺質量。
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