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分析US DIGITAL光栅尺信号输出频率受哪些因素影响?

2025-6-5 阅读(49)

美国US DIGITAL光栅尺的信号输出频率主要受以下因素影响:

运动速度:

线性运动:若用于线性测量,信号输出频率与线性条速度相关。根据其技术参数,最大线性条速度为(3×10 5 )/LPI

英寸 / 秒(LPI 为每英寸线数),速度越快,单位时间内读数头扫过的栅线数越多,信号输出频率越高,反之则越低。

旋转运动:当用于旋转测量时,转速与输出频率有关。最大转速为

(18×10  )/CPR  rpm(CPR 为每转周期数),转速越高,编码器盘每转产生的脉冲数在单位时间内输出的频率就越高。

分辨率设置:该光栅尺每个周期可解码成 1 或 4 个状态,即 X1 或 X4 分辨率乘法。在相同的运动速度下,采用 X4 分辨率乘法时,相当于对信号进行了 4 倍细分,输出频率会是 X1 分辨率时的 4 倍。

栅距或线数:对于线性测量,栅距(或每英寸线数 LPI)影响信号输出频率。栅距越小(或 LPI 越大),相同的移动距离下输出的脉冲数越多,信号输出频率越高;对于旋转测量,编码器盘的每转周期数(CPR)相当于栅距的概念,CPR 越大,每转输出的脉冲数越多,在相同转速下信号输出频率越高。

信号处理电路:信号处理电路的频率特性会影响信号输出频率。如果电路的频率响应不足,无法及时处理高速变化的信号,可能会导致信号失真、丢失脉冲等情况,使实际输出频率低于理论值或出现不稳定现象。优质的信号处理电路应具有良好的频率特性,能保证在一定频率范围内准确地放大、整形和输出信号。

外部干扰:电磁干扰等外部环境因素可能影响信号输出频率。周围的强电磁干扰源(如电机、变频器等)会对光栅尺的信号传输产生干扰,导致信号失真、噪声增加,从而影响信号输出频率的稳定性,严重时可能会使频率出现跳变或异常波动。

安装情况:光栅尺安装不牢固、读数头与尺身(或编码器盘)之间的间隙不正确或安装平行度不符合要求等,都可能导致信号输出不稳定,进而影响输出频率。例如,安装平行度误差过大,会使读数头扫过栅线时不均匀,可能产生额外的脉冲或丢失脉冲,影响频率的准确性;读数头与尺身间隙不合适,可能导致信号强度变化,也会对频率产生影响。


判断美国US DIGITAL光栅尺的信号输出频率是否正常,需结合设备特性、测量环境及专业工具进行系统性检测。以下是具体的判断方法和步骤:

准备工具与前提条件

工具:

示波器(需支持频率测量功能,带宽建议≥100MHz)。

频率计(高精度数字频率计,用于直接读取频率值)。

万用表(检测供电电压、信号电平是否正常)。

前提条件:

确认光栅尺安装正确(读数头与尺身间隙、平行度符合手册要求),机械运动部件无卡顿、抖动。

供电电源稳定(如 EM1-1-1250-I 需 5V±5% 电压),无纹波干扰。



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