[实用新型]标尺光栅精度检测仪

说明书

本发明是一种标尺光栅精度检测仪，属于长光栅数显技术领域，适用于对标尺光栅刻线精度的检测。

近些年来，光栅数显技术已经成为我国新型机床设计和旧机床改造的应用基础。但至今尚缺少一套完整的光栅质量检测手段和测试方法。

目前，标尺光栅精度的检测是采用与标准长度比较的方法。标准长度多是以激光波长或是高精度标尺光栅为基础。测量时，需将被测标尺光栅组装成完整的光栅位移传惑器，并且与基准长度器件位于一条直线上。二者对同一位移距离进行各自记数长度比较，逐点或分段求出差值，即是被测标尺光栅刻线的误差分布。这种检测方法在绝对尺寸测量上有其优点，但在应用上受到一定的限制：

1、对环境条件控制要求甚为苛刻。如激光器要求有稳定的温度控制（在±0.2℃以内）。

2、仪器造价较高，需要昂贵的激光测长系统或是高精度的光栅位移传感器。

3、被测标尺光栅的安装及检测仪器工作台的直线运动精度影响检测精度。检测时的调整需花较长的时间，操作不便。

本发明的目的在于简化检测条件，提高检测效率，降低检测仪器成本，避免现有检测仪器的不足，而提出一种标尺光栅精度检测仪。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：采用两根具有相同栅距的标尺光栅面一面对置组合成对，光电探测器中的发光和接收元件对应分跨在标尺光栅对的两侧，通过探测器相对于标尺光栅对作X、Y向移动，测量其莫尔条纹图象的光强变化，由数字显示仪将探测器输入的光电信号进行模／数转换、计数、译码并显示输出，经数据处理得出每根标尺光栅的刻线误差。

以三根标尺光栅组成一个被检单元，两两组合三次，读出三组数据，再行和差分离运算，则可求出每根标尺光栅刻线的误差分布。若有已知误差分布的标尺光栅时，则对被检测的标尺光栅只需进行一次组合测量。

附图说明：

图1是本发明的原理图

图2是三根标尺光栅的两两组合关系图

图3是数显读数系统方框图

图4是检测装置结构图

图5是本发明与激光光栅检验仪的实测精度曲线对比图

其中：a图为激光光栅检测仪的测试数据，采样点间隔为20毫米。

b图为本发明的检测数据，采样点间隔为7.5毫米。

本发明下面将结合附图作进一步详述：

1、测量原理

将标尺光栅1与标尺光栅2面一面对置紧密贴合在一起，调整二者栅线间微小交角，在尺面上形成一条明暗变化的莫尔条纹带（如图1）。由探测器上的发光元件4与光敏接收元件5（如图4）接收此条纹边沿亮暗变化规律与大小。

莫尔条纹宽度由式（1）决定

B = P 1 P 2 P 1 2 + P 2 2 + 2 P 1 P 2 cos θ - - - - ( 1 ) ]]>

式中P₁和P₂是标尺光栅1、2的栅距，θ是两块标尺光栅栅线的交角。如θ不变，则B依P₁、P₂变化而变化。设

P₁＝P₀＋△P₁（2）

P₂＝P₀＋△P₂（3）

将式（2）和式（3）代入式（1）运算，简化后得：