[发明专利]一种密封式光栅尺扫描器

说明书

技术领域

 本申请属于线性长度计测领域，特别是涉及一种密封式光栅尺扫描器。

背景技术

密封式钢带光栅尺（也被称之为密封式钢带光栅线位移传感器）由光栅尺扫描器（也被称之为光栅读数头）和密封式钢带光栅尺主体（主要包含钢带标尺光栅、尺壳、密封胶条等零件）组成，密封式钢带光栅尺扫描器是一种用于光栅测量信号的扫描拾取器，它由光、机、电一体化形式组成；密封式钢带光栅尺是大型、超大型高档数控机床、基础制造装备、检测装备运行位置测量、控制反馈用的一种关键功能部件，它对提高整机工作精度、工作效率和智能化水平具有十分重要的作用。

目前，国内、外现有同类技术，它们普遍存在以下缺点：

1、当密封式钢带光栅尺主体中的钢带标尺光栅（也被称之为钢带主光栅）线纹局部被完全破坏掉或被冷却液、油污染达到局部光栅线纹已完全消失的严重程度时，因他们的光栅扫描器移动到上述有问题的区域都不能正常工作，而均失去正确的测量功能。

2、目前，现有钢带标尺光栅的单支最大长度均小于100米，当密封式钢带光栅尺要实现大于100米乃至更长的超大量程时，密封式测量基准器，即、钢带标尺光栅必须要由多条单支拼接组合而成，此种情况下，他们的光栅扫描器当移动到任意两条钢带标尺光栅的拼接缝处时，易可靠性降低产生丢数的问题，造成轻则测量精度降低，重则无法使用。

有鉴于此，有必要提供一种新型的光栅尺扫描器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封式光栅尺扫描器，解决现有技术中标尺光栅线纹局部被完全破坏掉时光栅扫描器失去正确测量功能的技术问题；本发明还解决了现有技术中光栅扫描器移动到任意两条钢带标尺光栅的拼接缝处时，可靠性降低产生丢数的问题 。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种密封式光栅尺扫描器，包括标尺光栅和光栅读数头，所述光栅读数头包括光栅光学系统和电路系统，所述电路系统对光栅光学系统与标尺光栅作用产生的莫尔条纹进行信号处理，并将得到的信号送入显示装置显示，其中，所述电路系统包括两路相同的分系统：第一电路系统和第二电路系统，在其中一组分系统出现信号异常时，不影响另一组正常工作。

优选的，在上述的密封式光栅尺扫描器中，所述第一电路系统包括第一信号处理电路，第二电路系统包括第二信号处理电路，第一信号处理电路和第二信号处理电路的输入端均分别依次设置有正余弦信号组输入电路、放大电路、细分电路、零位光信号输入电路、零位光电转化电路、零位信号输出电路和异常判断电路，所述第一信号处理电路和第二信号处理电路的输出端为数据串口输出。

优选的，在上述的密封式光栅尺扫描器中，所述第一信号处理电路和第二信号处理电路之间设有测量信号切换电路。

优选的，在上述的密封式光栅尺扫描器中，所述密封式光栅尺的异常信号包括三种情况：

一是光栅尺线纹被严重损坏、划掉面积≥全部光栅窗口面积或电路中有电器损坏时，无光栅测量信号输出；

二是光栅尺线纹有局部疵病，有测量信号输出，只是光栅测量信号幅值减小或直流电平有适量地飘移；

三是局部光栅副线纹相互存在适量的不平行，有测量信号输出，只是光栅测量信号有适量的相位角转变，

所述异常判断电路的判断方法包括：

a、当所述第一电路系统和第二电路系统均无所述三种的异常信号时，信号处理电路不做异常处理，它只将首先到达的信号经正常处理后以数字量的形式串口输出；

b、当所述第一电路系统和第二电路系统中的任意一组出现上述异常信号中第一种所述的异常信号时，信号处理电路则不分先后到达的信号次序，它只对输入信号无异常信号的一组加以处理，之后再以数字量的形式串口输出；

c、当所述第一电路系统和第二电路系统中的任意一组出现上述异常信号其二或其三中所述的异常信号时，信号处理电路将首先到达的异常信号处理成正常信号，再以数字量的形成串口输出。

优选的，在上述的密封式光栅尺扫描器中，所述光栅光学系统包括并列设置的第一光栅光学系统和第二光栅光学系统，所述第一光栅光学系统沿光路方向包括依次设置的第一光源、第一透镜、第一指示光栅和第一光电接收器件组，所述第二光栅光学系统沿光路方向包括依次设置的第二光源、第二透镜、第二指示光栅和第二光电接收器件组。

优选的，在上述的密封式光栅尺扫描器中，所述光栅尺扫描器还包括双孔光栏，所述双孔光栏具有第一透光孔和第二透光孔，所述第一透光孔和第二透光孔分别接收所述第一光源和第二光源的光。