KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)質是(shi)以光(guang)(guang)柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距(ju)為(wei)(wei)(wei)一(yi)把標準(zhun)尺(chi)(chi)子對(dui)(dui)位(wei)(wei)(wei)稱量(liang)(liang)(liang)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)。高分(fen)(fen)(fen)辨率的(de)(de)(de)(de)(de)KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)一(yi)般造價(jia)較貴，且制造困難(nan)。為(wei)(wei)(wei)了提高系統分(fen)(fen)(fen)辨率，需要(yao)對(dui)(dui)莫(mo)(mo)爾條紋(wen)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)細(xi)分(fen)(fen)(fen)，目前（2006年(nian)）KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感器(qi)(qi)系統多采用電(dian)子細(xi)分(fen)(fen)(fen)方(fang)法。當兩塊光(guang)(guang)柵(zha)(zha)以微小傾角重疊時，在(zai)與(yu)KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)刻線大致垂直的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向上(shang)就會(hui)產(chan)生莫(mo)(mo)爾條紋(wen)，隨著KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)動，莫(mo)(mo)爾條紋(wen)也隨之上(shang)下移(yi)(yi)動。這樣(yang)就把對(dui)(dui)KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)柵(zha)(zha)距(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換為(wei)(wei)(wei)對(dui)(dui)莫(mo)(mo)爾條紋(wen)個數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)。 　　在(zai)一(yi)個莫(mo)(mo)爾條紋(wen)寬度(du)內(nei)，按照一(yi)定(ding)間隔(ge)放(fang)置4個光(guang)(guang)電(dian)器(qi)(qi)件(jian)就能實(shi)現電(dian)子細(xi)分(fen)(fen)(fen)與(yu)判(pan)向功能。例如，柵(zha)(zha)線為(wei)(wei)(wei)50線對(dui)(dui)/mm的(de)(de)(de)(de)(de)KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)，其光(guang)(guang)柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距(ju)為(wei)(wei)(wei)0.02mm，若采用四細(xi)分(fen)(fen)(fen)后(hou)便可(ke)得到(dao)(dao)(dao)分(fen)(fen)(fen)辨率為(wei)(wei)(wei)5μm的(de)(de)(de)(de)(de)計數(shu)脈(mo)沖(chong)，這在(zai)工業普通(tong)測(ce)(ce)控中已達(da)到(dao)(dao)(dao)了很高精度(du)。由(you)于位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)是(shi)一(yi)個矢量(liang)(liang)(liang)，即要(yao)檢測(ce)(ce)其大小，又要(yao)檢測(ce)(ce)其方(fang)向，因此至少需要(yao)兩路(lu)(lu)相位(wei)(wei)(wei)不同的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)電(dian)信(xin)號(hao)。為(wei)(wei)(wei)了消除共模干擾(rao)、直流分(fen)(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)和偶次諧波(bo)，通(tong)常采用由(you)低漂移(yi)(yi)運放(fang)構成的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)分(fen)(fen)(fen)放(fang)大器(qi)(qi)。由(you)4個光(guang)(guang)敏器(qi)(qi)件(jian)獲得的(de)(de)(de)(de)(de)4路(lu)(lu)光(guang)(guang)電(dian)信(xin)號(hao)分(fen)(fen)(fen)別送(song)到(dao)(dao)(dao)2只(zhi)差(cha)分(fen)(fen)(fen)放(fang)大器(qi)(qi)輸(shu)入端，從差(cha)分(fen)(fen)(fen)放(fang)大器(qi)(qi)輸(shu)出的(de)(de)(de)(de)(de)兩路(lu)(lu)信(xin)號(hao)其相位(wei)(wei)(wei)差(cha)為(wei)(wei)(wei)π/2，為(wei)(wei)(wei)得到(dao)(dao)(dao)判(pan)向和計數(shu)脈(mo)沖(chong)，需對(dui)(dui)這兩路(lu)(lu)信(xin)號(hao)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)整形，首先把它們(men)整形為(wei)(wei)(wei)占空比(bi)為(wei)(wei)(wei)1：1的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)波(bo)。然后(hou)，通(tong)過對(dui)(dui)方(fang)波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)相位(wei)(wei)(wei)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)判(pan)別比(bi)較，就可(ke)以得到(dao)(dao)(dao)KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)動方(fang)向。通(tong)過對(dui)(dui)方(fang)波(bo)脈(mo)沖(chong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)計數(shu)，可(ke)以得到(dao)(dao)(dao)KA300光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)和速(su)度(du)。

KA300光柵尺是精(jing)(jing)密的光柵測(ce)(ce)量(liang)(liang)系(xi)統,適用于(yu)大量(liang)(liang)程的精(jing)(jing)密測(ce)(ce)量(liang)(liang). 尤(you)其適用于(yu)測(ce)(ce)量(liang)(liang), 醫療設(she)備(bei)(bei),精(jing)(jing)密現代化(hua)加工設(she)備(bei)(bei). 數控加工中心，鏜床，鏜床，鏜床，自(zi)動(dong)(dong)卸貨機(ji)，金屬板壓制和焊接(jie)機(ji)，機(ji)器(qi)人和自(zi)動(dong)(dong)化(hua)科技，生產過程測(ce)(ce)量(liang)(liang)機(ji)器(qi)，線(xian)性(xing)產品, 直(zhi)線(xian)馬(ma)達, 直(zhi)線(xian)導軌定(ding)位等。

LE輸出信號為矩形(xing)方波(bo)。A，B相 相差90°的兩路波(bo)形(xing)，能夠(gou)指示出移動(dong)距離以(yi)及方向。零位(wei)信號間距50mm 。可選購RS422長線輸出。

KA300光柵尺(chi)將直線的(de)位移變化轉(zhuan)換(huan)為脈沖信(xin)(xin)號(hao). 脈沖信(xin)(xin)號(hao)的(de)數(shu)量對(dui)應移動的(de)距離，脈沖頻(pin)率則反應了運動速度。LE 本(ben)體部分由5只精密軸承，玻璃光柵，LED光照系(xi)統，鋁(lv)合(he)金外殼組成。

產品特點

KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)供應 光學(xue)尺(chi)(chi) 電子尺(chi)(chi)

KA300光柵尺，屬光電傳感器，多運用在精密機加工和數控鏜床上，用來精密測量物體的位移，作用
是對刀具和工件的坐標起一個檢測的作用,在數控鏜床中常用來觀察其是否走刀有誤差,以起到
一個補償刀具的運動的誤差的補償作用.
      KA300光柵尺的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。光柵移動產生的莫
爾條紋與電子電路以及單片機相結合來完成對位移量的自動測量，它具有判別KA300光柵尺移動方向、
預置初值、實現自動定(ding)位控制及過限(xian)報警、自檢和掉(diao)電(dian)保護以及溫度(du)誤差修(xiu)正等功能。

一、KA300光柵尺特點：
1、 先進的電子技術及個性化設計；
2、 計數響應速度快，功能多；
3、 直接在數顯表上進行正弦、余弦、正切函數等函數計算；
4、 可以在X和Y方向進行自動刀具補償；
5、 堅固耐用的合金外殼，不易刮傷，且美觀大方；
6、 電源和信號抗干擾能力強；
7、 優質耐用的按鍵面板，且更換簡單、方便。
二、SINO信和KA300光柵尺光柵位移傳感器用途：
       主要應用于直線移動導軌機構，可實現移動量的精確顯示和自動控制，廣泛應用于鏜床加
工和儀器的精密測量。可供不同規格的各類鏜床、儀器數字化改造選用，還可根據用戶的特殊
需要進行特殊制作。
數顯裝置由傳感器與數顯表兩大部分組成。通過傳感器把有形的位置信息轉換成電信號，經過
處理后以數字形式顯示出來。產品分為 QH-200型（小型尺）、QH-400型（標準型）、QH-600型
（大型尺），輸出波形為單方波、雙方波、正弦等多種波形方式，配備的電箱有：1、DRO2M和
DRO3M多功能鏜床用的兩軸和三軸數顯表，可以用于大多數的設備、也可以用于鏜床和鏜床；2
、DRO2L和DRO2G是針對鏜床和鏜床而開發的數顯表；3、DRO3E是為火花機開發的數顯
表。

三、SINO信和KA300光柵尺光柵位移傳感器技術參數：
1、電壓范圍：AC 80V∽260V 50HZ∽60 HZ
2、功耗：25VA
3、工作溫度：0°C∽45°C
5、相對濕度：<90%（20±5°C）
6、重量：約3.2kg
7、坐標數：二坐標、三坐標
8、顯示：帶符號7位顯示（兩軸或三軸）數據，信息窗采用8位米字顯示符號輸出
9、倍頻數：4X
10、顯示箱允許輸入信號：TTL方波
11、允許輸入信號頻率：>100KHz
12、長度分辨率：10μm 、5μm、2μm、1μm、0.5μm
13、操作鍵盤：密封薄膜式輕觸按鍵
14、KA300光柵尺：柵距為0.02mm，供電電源為±5V，輸出兩路相差90°的TTL方波信號（帶零位信號
），電流50mA（精度有±3μm、±5μm、±10μm）
四、KA300光柵尺功能 基本功能：
1、清零；2、預置數；3、公/英制轉換；4、/相對坐標轉換/200組用戶坐標顯示；5、停電
記憶；6、“1/2”值功能鍵顯示；7、線性誤差修正；8、睡眠關機（DRO—3E數顯箱無此功能）
9、200點輔助零位功能(neng)；10、自動尋(xun)找零位功能(neng)

KA300光柵尺具有單層及雙層防護密封條：采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠，防水、防塵性能優異，使用壽命長。防護等級達到IP53。
KA300光柵尺具有可靠的光學測量系統：滑動部件采用已被驗證為zui可靠耐用的高精度五軸承系統設計，保證光學機械系統的穩定性，具有優異的重復定位性和高等級的測量精度。
光(guang)柵(zha)玻璃(li)尺：采用先(xian)進(jin)的(de)(de)光(guang)柵(zha)制作(zuo)(zuo)技術，可制作(zuo)(zuo)各種(zhong)規格的(de)(de)高精(jing)度光(guang)柵(zha)玻璃(li)尺，zui長可做到3000mm（不接長）。

KA300光柵尺產(chan)品用途(tu)

拉桿連接，安裝極為方便，讀數頭用精密軸承沿標尺定向，自由移動時通過拉桿連接，能準確計量。可實現遠端推拉讀數頭準確計量，適用于讀數頭無法直接固定的場合。
TTL、EIA-422信號集電極開路輸出，方便與可編程控制器接口。
（注：不配套拉桿，只配套傳感器和連接塊）
KA300光柵尺(chi)：分(fen)(fen)為敞開式(shi)和封閉式(shi)兩類(lei)。其中敞開式(shi)為高精(jing)度型(xing)，產品(pin)型(xing)號(hao)為JCT，輸出(chu)波形(xing)為正弦波，主要用(yong)(yong)于精(jing)密儀器(qi)的(de)(de)數(shu)字化改造，zui高分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率可(ke)達0.1um。封閉式(shi)則主要用(yong)(yong)于普通鏜(tang)床(chuang)、儀器(qi)的(de)(de)數(shu)字化改造，輸出(chu)波形(xing)為方(fang)波，按外形(xing)分(fen)(fen)類(lei)可(ke)分(fen)(fen)為小型(xing)尺(chi)、標準尺(chi)、大型(xing)尺(chi)三類(lei)，型(xing)號(hao)分(fen)(fen)別為JCXF型(xing)、JCXE型(xing)、JCXG型(xing)，其中大型(xing)尺(chi)（JCXG型(xing)）zui長可(ke)做到(dao)3000mm，分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率有0.5μ、1μ、2μ、5μ、10μ。此外根(gen)據用(yong)(yong)戶需求，可(ke)提供各種安裝附件以方(fang)便系(xi)統安裝。

一、KA300光柵尺(chi)應用

 線位移KA300光柵尺數顯系統主要應用于直線移動導軌機構或精密位移量的測量，可實現移動量的高精確顯示和自動控制，
已廣泛應用于鏜床加工和儀器的精密測量。目前該產品已形成多種系列，品種齊全，制作精巧，技術精良，可供不同規格的
各類鏜床、儀器數字化改造選用，還可根據用戶的特殊需要進行特殊制作。配套相應的數顯系統可以用于鏜床改造、鏜床改造、
鏜床改(gai)造、鏜床改(gai)造、火花(hua)機改(gai)造、鉆床改(gai)造、坐標測(ce) 量(liang)、投影測(ce)量(liang)等(deng)。

二(er)、KA300光(guang)柵尺分類

1、按外型分大型尺：QH-200 QH-400 QH-600 QH-800

2、按分辨率分有(you)：0.2u----25u

3、按供(gong)電電壓(ya)分有(you)：5V----24V

4、按輸出信(xin)號分(fen)有TTL方(fang)波、TTL方(fang)波、HTL方(fang)波（5V、12V、15V、24V）、RS422信(xin)號、正弦(xian)電壓信(xin)號1Vp-p

三、KA300光柵尺詳細說明
柵距：0.01mm（100線對/mm）、0.02mm（50線對/mm）、0.04mm（25線對/mm） 
精度：±0.008mm、±0.01mm、±0.015mm、（20℃ 1000mm） 
參考標記：間隔25mm、間隔50mm、間隔100mm、間隔200mm、或全量程任意位置設一個位置參考點（ABS） 
量程：1000mm以內任意選擇 
分辨率：0.2u---25u                  響應速度：25m/min、 60m/min 
工作溫度(du)：0-45℃                    存儲溫度(du)：-40℃-55℃

　KA300光柵尺(chi)：光柵是結合數碼(ma)科技與傳統印刷(shua)的(de)(de)(de)技術，能在特(te)制的(de)(de)(de)膠片上顯現不同的(de)(de)(de)特(te)殊效(xiao)果(guo)。在平面上展示栩(xu)栩(xu)如生的(de)(de)(de)立(li)體世界，電影般的(de)(de)(de)流暢動(dong)畫片段，匪夷(yi)所思的(de)(de)(de)幻變效(xiao)果(guo)。

　　KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺是一張由條(tiao)狀透鏡組成的(de)(de)(de)薄(bo)片，當(dang)我們(men)從(cong)鏡頭的(de)(de)(de)一邊看(kan)過去，將(jiang)(jiang)看(kan)到在薄(bo)片另一面上(shang)的(de)(de)(de)一條(tiao)很(hen)細的(de)(de)(de)線條(tiao)上(shang)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)像，而這條(tiao)線的(de)(de)(de)位置則由觀察(cha)角度來決定。如(ru)果我們(men)將(jiang)(jiang)這數(shu)幅在不同線條(tiao)上(shang)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)像，對應于每個透鏡的(de)(de)(de)寬度，分別按順序分行排列印刷在光(guang)柵(zha)(zha)薄(bo)片的(de)(de)(de)背(bei)面上(shang)，當(dang)我們(men)從(cong)不同角度通(tong)過透鏡觀察(cha)，將(jiang)(jiang)看(kan)到不同的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)像。

　　KA300光柵尺(chi) 其實起(qi)到的(de)(de)作用(yong)(yong)是(shi)對刀具和工(gong)件的(de)(de)坐標(biao)起(qi)一(yi)個(ge)(ge)檢測的(de)(de)作用(yong)(yong),在數(shu)控鏜床中(zhong)常用(yong)(yong)來觀察其是(shi)否(fou)走刀有誤差(cha),以(yi)起(qi)到一(yi)個(ge)(ge)補償(chang)刀具的(de)(de)運動的(de)(de)誤差(cha)的(de)(de)補償(chang)作用(yong)(yong).其實就象人眼睛看到我(wo)切割偏沒偏的(de)(de)作用(yong)(yong).然(ran)后可以(yi)給手起(qi)到一(yi)個(ge)(ge)是(shi)否(fou)要調整我(wo)是(shi)否(fou)要改變用(yong)(yong)力的(de)(de)標(biao)準.

　　相當于眼睛.

　　一、引言

　　目前在(zai)精密機加工和數控機庫中(zhong)采用的精密位稱數控系(xi)統(tong)框圖(tu)如圖(tu)1所示。

　　隨(sui)著電子(zi)技(ji)術和單片機技(ji)術的(de)發展，KA300光柵尺在位(wei)移測量系(xi)統得到廣泛應用，并(bing)逐步向(xiang)智能化方(fang)向(xiang)轉(zhuan)化。

　　圖(tu)2是利用(yong)KA300光(guang)(guang)柵尺構成的位(wei)移(yi)量(liang)自(zi)(zi)動(dong)測量(liang)系(xi)統原理示(shi)意圖(tu)。該(gai)系(xi)統采用(yong)KA300光(guang)(guang)柵尺移(yi)動(dong)產(chan)生的莫爾條紋與(yu)電子電路以及(ji)單片機相結合來完成對(dui)位(wei)移(yi)量(liang)的自(zi)(zi)動(dong)測量(liang)，它具有判(pan)別光(guang)(guang)柵移(yi)動(dong)方向、預置初值、實現自(zi)(zi)動(dong)定位(wei)控制及(ji)過限報(bao)警、自(zi)(zi)檢和掉電保護(hu)以及(ji)溫度(du)誤差(cha)修正等功能。下面對(dui)該(gai)系(xi)統的工作原理及(ji)設計(ji)思想作以介(jie)紹。

　　二、電子細分與判向電路(lu)

　　KA300光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)實(shi)質是以光(guang)(guang)柵(zha)柵(zha)距為(wei)(wei)一把標準尺(chi)(chi)子(zi)對(dui)位稱(cheng)量(liang)(liang)(liang)進行測量(liang)(liang)(liang)。目(mu)前高分(fen)辨率的(de)(de)(de)KA300光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)一般造價較(jiao)貴，且制造困難。為(wei)(wei)了提高系統分(fen)辨率，需(xu)要對(dui)莫(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)進行細分(fen)，本(ben)系統采用了電(dian)子(zi)細分(fen)方(fang)(fang)法(fa)。當兩(liang)塊光(guang)(guang)柵(zha)以微小傾(qing)角重疊(die)時，在(zai)與光(guang)(guang)柵(zha)刻線(xian)大(da)致垂直的(de)(de)(de)方(fang)(fang)向上就會(hui)產生莫(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)，隨著光(guang)(guang)柵(zha)的(de)(de)(de)移動，莫(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)也隨之(zhi)上下移動。這樣就把對(dui)光(guang)(guang)柵(zha)柵(zha)距的(de)(de)(de)測量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換為(wei)(wei)對(dui)莫(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)個數的(de)(de)(de)測量(liang)(liang)(liang)，同量(liang)(liang)(liang)莫(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)又具有光(guang)(guang)學放大(da)作用，其放大(da)倍(bei)數為(wei)(wei) ：

　　（1）

　　式中：W為莫爾條紋寬度；d為光(guang)柵(zha)柵(zha)距（節距）；θ為兩塊光(guang)柵(zha)的夾(jia)角，rad

　　在(zai)一(yi)(yi)個莫(mo)爾條紋(wen)寬度內，按照一(yi)(yi)定(ding)間隔放(fang)(fang)置4個光(guang)電(dian)器件就能實現電(dian)子(zi)細(xi)分(fen)(fen)與羊向功能。本系統采用(yong)的KA300光(guang)柵尺(chi)柵線為(wei)50線對/mm，其光(guang)柵柵距為(wei)0.02mm，若(ruo)采用(yong)四細(xi)分(fen)(fen)后便可(ke)得到分(fen)(fen)辨(bian)率為(wei)5μm的計數(shu)脈沖(chong)，這在(zai)一(yi)(yi)般工業測(ce)控中已達(da)到了(le)很高(gao)精度。由(you)(you)于位移是一(yi)(yi)個矢量，即要檢(jian)測(ce)其大(da)小(xiao)，又要檢(jian)測(ce)其方向，因此至少需要兩(liang)路(lu)相位不同的光(guang)電(dian)信(xin)(xin)號。為(wei)了(le)消除共模(mo)干擾、直(zhi)流分(fen)(fen)量和偶次諧波，我們采用(yong)了(le)由(you)(you)低漂移運放(fang)(fang)構成(cheng)的差(cha)(cha)(cha)分(fen)(fen)放(fang)(fang)大(da)器。由(you)(you)4個滏電(dian)器件獲得的4路(lu)光(guang)電(dian)信(xin)(xin)號分(fen)(fen)別送(song)到2只差(cha)(cha)(cha)分(fen)(fen)放(fang)(fang)大(da)器輸入(ru)端，從差(cha)(cha)(cha)分(fen)(fen)放(fang)(fang)大(da)器輸出的兩(liang)路(lu)信(xin)(xin)號其相位差(cha)(cha)(cha)為(wei)π/2，為(wei)得到判向和計數(shu)脈沖(chong)，需對這兩(liang)路(lu)信(xin)(xin)號進(jin)行整形，首(shou)先(xian)把它(ta)們整形為(wei)占(zhan)空比(bi)為(wei)1：1的方波，經(jing)由(you)(you)兩(liang)個與或(huo)非門74LS54芯片(pian)(pian)組(zu)成(cheng)的四細(xi)分(fen)(fen)判向電(dian)路(lu)輸入(ru)可(ke)逆計數(shu)器，zui后送(song)入(ru)由(you)(you)8031組(zu)成(cheng)的單片(pian)(pian)機(ji)系統中進(jin)行處(chu)理。

　　三、單片機(ji)與(yu)接(jie)口電路(lu)

　　為實現可逆計數(shu)和(he)提(ti)高測(ce)量速度(du)，系統采(cai)用了193可逆計數(shu)器。假設工(gong)作平臺運行速度(du)為v，光(guang)柵傳感器柵距(ju)為d，細分數(shu)為N，則計數(shu)脈(mo)沖的(de)頻(pin)率為：

　　（2）

　　若v=1m/s,d=20μm,N=20，則f=1MHz，對(dui)應計數時間間隔為1，顯然對(dui)于8031單片機系統(tong)的響應為2μs是不能勝任的。經可逆計數器分頻后，可大大地提高(gao)測(ce)量速度。

　　由于193是4位(wei)二進(jin)制輸出(chu)，為與單片機(ji)接口，把兩片193采用了級聯的方式，這樣zui多可(ke)計255個脈(mo)沖(chong)(chong)，若再(zai)來脈(mo)沖(chong)(chong)，進(jin)位(wei)端或借位(wei)端將輸出(chu)一個脈(mo)沖(chong)(chong)送到單片機(ji)T0、T1端計數，保證(zheng)送到8031的信號不(bu)丟失。

　　本(ben)系統長度zui大(da)可測(ce)幾(ji)米（由(you)光(guang)柵實際(ji)長度決定），zui小分辨率為(wei)(wei)μm級，需(xu)要7個顯(xian)(xian)(xian)示數據。正向(xiang)(xiang)運(yun)行(xing)時(shi)不(bu)顯(xian)(xian)(xian)示符號(hao)，反(fan)向(xiang)(xiang)運(yun)行(xing)時(shi)需(xu)顯(xian)(xian)(xian)示"-"號(hao)，所以連(lian)同符號(hao)位(wei)，共需(xu)8個顯(xian)(xian)(xian)示塊(kuai)。為(wei)(wei)了(le)符全人們(men)應用(yong)習(xi)慣，顯(xian)(xian)(xian)示塊(kuai)選用(yong)共陰(yin)極LED。

　　為實現測量(liang)系統的(de)(de)智能(neng)化，設置(zhi)了(le)一個(ge)2×8方(fang)(fang)式(shi)鍵(jian)(jian)盤(pan)矩(ju)陣(zhen)，其中(zhong)包括0～9共(gong)10個(ge)數字鍵(jian)(jian)和6個(ge)功能(neng)鍵(jian)(jian)：L/A長(chang)度(du)(du)/角(jiao)度(du)(du)轉稱(cheng)功能(neng)鍵(jian)(jian)；+/-符號(hao)轉換功能(neng)鍵(jian)(jian)；ΔT溫度(du)(du)誤差修正(zheng)功能(neng)鍵(jian)(jian)；EXE執行鍵(jian)(jian)；ENT預置(zhi)鍵(jian)(jian)CE（清零鍵(jian)(jian)）。鍵(jian)(jian)盤(pan)、顯(xian)示(shi)(shi)(shi)器與(yu)單片(pian)機之間通過一個(ge)接口(kou)(kou)芯片(pian)8155來連接。其中(zhong)，8155的(de)(de)PA口(kou)(kou)設置(zhi)轔基本輸(shu)(shu)出(chu)方(fang)(fang)式(shi)，作(zuo)為8位(wei)(wei)LED顯(xian)示(shi)(shi)(shi)的(de)(de)段碼線(xian)；PB口(kou)(kou)設為輸(shu)(shu)出(chu)方(fang)(fang)式(shi)，作(zuo)為8位(wei)(wei)LED的(de)(de)位(wei)(wei)選(xuan)線(xian)；PC口(kou)(kou)設為輸(shu)(shu)入方(fang)(fang)式(shi)，作(zuo)為鍵(jian)(jian)盤(pan)的(de)(de)行掃描(miao)線(xian)。PB口(kou)(kou)俠選(xuan)線(xian)每(mei)次(ci)選(xuan)通1位(wei)(wei)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)，每(mei)次(ci)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)1ms，由于人眼視覺惰性，可產(chan)生8位(wei)(wei)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)塊同時顯(xian)示(shi)(shi)(shi)現象。

　　由(you)于從前(qian)置電路74LS54出(chu)來(lai)的(de)(de)脈(mo)沖經過(guo)2片(pian)193分(fen)頻后，直接(jie)(jie)進入(ru)8031的(de)(de)僅(jin)為(wei)(wei)大(da)于255的(de)(de)"大(da)"數(shu)，而小(xiao)于255的(de)(de)"小(xiao)"數(shu)是(shi)由(you)兩(liang)片(pian)193輸(shu)(shu)出(chu)通(tong)過(guo)I/O接(jie)(jie)口(kou)(kou)輸(shu)(shu)入(ru)到(dao)8031內(nei)(nei)部處理(li)，這(zhe)個I/O接(jie)(jie)口(kou)(kou)芯片(pian)是(shi)通(tong)過(guo)擴(kuo)展一(yi)片(pian)8255實現(xian)的(de)(de)。其中，8255PB口(kou)(kou)設(she)為(wei)(wei)基本輸(shu)(shu)入(ru)方式，PB0-PB3作為(wei)(wei)1#193輸(shu)(shu)入(ru)，PB4～PB7作為(wei)(wei)2#193輸(shu)(shu)入(ru)。PA口(kou)(kou)、PC口(kou)(kou)的(de)(de)低位(wei)設(she)為(wei)(wei)輸(shu)(shu)出(chu)，作為(wei)(wei)系統并行(xing)BCD碼輸(shu)(shu)出(chu)。由(you)于8031單片(pian)機無內(nei)(nei)ROM，應外(wai)擴(kuo)展一(yi)片(pian)2732（4k EPROM）。只用PSEN片(pian)選，不必增加(jia)地(di)址譯碼。為(wei)(wei)鎖(suo)存(cun)8031P0口(kou)(kou)輸(shu)(shu)入(ru)的(de)(de)地(di)址信號，在8031和(he)2732之間需加(jia)一(yi)片(pian)74LS373地(di)址鎖(suo)存(cun)器。

　　四、軟件設計

　　根據硬件(jian)(jian)電(dian)路和系(xi)統(tong)功能要求，我們設計了軟(ruan)件(jian)(jian)程序，由于采用了溫(wen)度(du)(du)誤(wu)(wu)差修(xiu)正子程序，可使檢測的(de)精度(du)(du)得到(dao)大大提高。光柵(zha)(zha)傳感器是(shi)(shi)光機電(dian)一(yi)體化(hua)結(jie)構，KA300光柵(zha)(zha)尺(chi)是(shi)(shi)由玻璃制做，外殼是(shi)(shi)由型(xing)鋁材料。當環境(jing)溫(wen)度(du)(du)變化(hua)時，必然會引起(qi)結(jie)構尺(chi)寸(cun)改變導致光柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距的(de)變化(hua)，帶(dai)來檢測誤(wu)(wu)差。設定(ding)環境(jing)溫(wen)度(du)(du)為20℃時為檢測標(biao)準值(zhi)(zhi)，與(yu)標(biao)準值(zhi)(zhi)比較測出溫(wen)度(du)(du)變化(hua)時帶(dai)來的(de)位移(yi)誤(wu)(wu)差值(zhi)(zhi)，KA300光柵(zha)(zha)尺(chi)即(ji)時測出位移(yi)誤(wu)(wu)差一(yi)溫(wen)度(du)(du)特殊性性曲(qu)線(xian)，由特性曲(qu)線(xian)擬合(he)出誤(wu)(wu)差一(yi)溫(wen)度(du)(du)方程式，作為軟(ruan)件(jian)(jian)溫(wen)度(du)(du)誤(wu)(wu)差修(xiu)正的(de)基礎。本系(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)(jian)采用模塊化(hua)結(jie)構，軟(ruan)件(jian)(jian)編(bian)制簡(jian)潔，緊湊合(he)理。

　　五、結論

　　根據上述(shu)硬件電路和軟(ruan)件設計，經(jing)實(shi)驗測(ce)試，KA300光(guang)柵尺系統的(de)(de)測(ce)精(jing)度(du)可優(you)于±5μm，目前，我們研制的(de)(de)利用光(guang)柵傳感器進行長度(du)、角度(du)自動測(ce)量的(de)(de)智能儀表已形成(cheng)系列產品，分辨率可從(cong)20μm到1μm，具有性能穩定、抗干擾能力強(qiang)、體積(ji)小、結構(gou)緊湊、成(cheng)本低(di)等優(you)點(dian)，已成(cheng)功地應用于機庫改(gai)造和相關的(de)(de)光(guang)電尺寸與位置檢測(ce)系統中。

　　KA300光柵尺(chi)位移傳感器的(de)介紹

　　一、位(wei)移傳(chuan)感器基(ji)本原理

　　光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)KA300光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺位移(yi)傳感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原理，是由一對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)副(fu)中(zhong)的(de)主光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)（即標尺光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)）和副(fu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)（即指示光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)）進行相(xiang)(xiang)對位移(yi)時，在光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)干涉(she)與衍射共同作(zuo)用下(xia)產生黑白相(xiang)(xiang)間(jian)（或明(ming)暗相(xiang)(xiang)間(jian)）的(de)規則條紋(wen)(wen)圖形(xing)(xing)，稱之為莫爾條紋(wen)(wen)。經(jing)(jing)過光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)器(qi)件轉(zhuan)換(huan)使黑白（或明(ming)暗）相(xiang)(xiang)同的(de)條紋(wen)(wen)轉(zhuan)換(huan)成正(zheng)弦波(bo)變化的(de)電(dian)信號，再經(jing)(jing)過放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)放(fang)(fang)大(da)(da)，整形(xing)(xing)電(dian)路整形(xing)(xing)后，得到(dao)兩路相(xiang)(xiang)差為90o的(de)正(zheng)弦波(bo)或方波(bo)，送入光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)數顯(xian)表計數顯(xian)示。

　　二、KA300光柵尺移傳(chuan)感(gan)器安裝方式

　　光(guang)柵(zha)(zha)KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺線位移(yi)傳感器的(de)安裝比較靈活，可安裝在鏜床的(de)不同部位。

　　一般(ban)將(jiang)主尺(chi)(chi)安(an)(an)裝(zhuang)在(zai)鏜床(chuang)(chuang)的(de)工作(zuo)臺（滑板(ban)）上，隨鏜床(chuang)(chuang)走刀而動(dong)(dong)，讀數頭固定在(zai)床(chuang)(chuang)身上，盡可能(neng)使讀數頭安(an)(an)裝(zhuang)在(zai)主尺(chi)(chi)的(de)下方(fang)。其安(an)(an)裝(zhuang)方(fang)式的(de)選擇(ze)必須(xu)(xu)注意切屑、切削液(ye)及油液(ye)的(de)濺落方(fang)向(xiang)。如果(guo)由于安(an)(an)裝(zhuang)位置(zhi)限制(zhi)必須(xu)(xu)采用(yong)讀數頭朝上的(de)方(fang)式安(an)(an)裝(zhuang)時(shi)，則必須(xu)(xu)增(zeng)加輔助密封裝(zhuang)置(zhi)。另(ling)外，一般(ban)情(qing)況(kuang)下，讀數頭應(ying)盡量安(an)(an)裝(zhuang)在(zai)相(xiang)對鏜床(chuang)(chuang)靜止部(bu)(bu)件(jian)上，此(ci)時(shi)輸(shu)出導(dao)線不移動(dong)(dong)易(yi)固定，而尺(chi)(chi)身則應(ying)安(an)(an)裝(zhuang)在(zai)相(xiang)對鏜床(chuang)(chuang)運動(dong)(dong)的(de)部(bu)(bu)件(jian)上（如滑板(ban)）。

　　1、KA300光柵尺位移傳(chuan)感器安裝基面

　　安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)線KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)位(wei)移傳感器時，不(bu)能(neng)直接將(jiang)傳感器安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)粗糙(cao)不(bu)平(ping)的(de)(de)鏜(tang)床身(shen)(shen)(shen)(shen)上(shang)，更(geng)不(bu)能(neng)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)打底涂漆(qi)的(de)(de)鏜(tang)床身(shen)(shen)(shen)(shen)上(shang)。光(guang)柵(zha)(zha)主尺(chi)(chi)(chi)及(ji)讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)分別安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)鏜(tang)床相對運動(dong)的(de)(de)兩個(ge)(ge)部件(jian)上(shang)。用千分表檢(jian)查鏜(tang)床工(gong)(gong)作臺的(de)(de)主尺(chi)(chi)(chi)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)面與(yu)導軌運動(dong)的(de)(de)方向平(ping)行(xing)度(du)。千分表固定(ding)在(zai)(zai)床身(shen)(shen)(shen)(shen)上(shang)，移動(dong)工(gong)(gong)作臺，要求達到平(ping)行(xing)度(du)為0.1mm/1000mm以內(nei)。如果不(bu)能(neng)達到這(zhe)個(ge)(ge)要求，則需設計加工(gong)(gong)一件(jian)KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)。基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)要求做到：①應加一根與(yu)KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)尺(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)(shen)(shen)長度(du)相等(deng)的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)（基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)長出(chu)KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)50mm左(zuo)(zuo)右(you)）。②該(gai)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)通(tong)過銑、磨(mo)工(gong)(gong)序加工(gong)(gong)，保證其平(ping)面平(ping)行(xing)度(du)0.1mm/1000mm以內(nei)。另外，還需加工(gong)(gong)一件(jian)與(yu)尺(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)(shen)(shen)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)等(deng)高(gao)的(de)(de)讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)。讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)與(yu)尺(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)總共(gong)誤差不(bu)得大于±0.2mm。安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)時，調整讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)位(wei)置，達到讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)與(yu)KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)尺(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)(de)平(ping)行(xing)度(du)為0.1mm左(zuo)(zuo)右(you)，讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)與(yu)KA300光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)尺(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)(shen)(shen)之間的(de)(de)間距為1~1.5mm左(zuo)(zuo)右(you)。

　　2、KA300光柵(zha)尺位(wei)移傳感器主尺安(an)裝(zhuang)

　　將(jiang)光柵主(zhu)(zhu)(zhu)尺(chi)用M4螺(luo)(luo)釘(ding)上在(zai)(zai)鏜床(chuang)安(an)裝的(de)工作(zuo)臺安(an)裝面(mian)上，但不要上緊(jin)，把(ba)千分表固定在(zai)(zai)床(chuang)身(shen)上，移動(dong)(dong)工作(zuo)臺（主(zhu)(zhu)(zhu)尺(chi)與(yu)(yu)工作(zuo)臺同(tong)時移動(dong)(dong)）。用千分表測(ce)量(liang)主(zhu)(zhu)(zhu)尺(chi)平(ping)面(mian)與(yu)(yu)鏜床(chuang)導軌運(yun)動(dong)(dong)方向的(de)平(ping)行(xing)度，調整主(zhu)(zhu)(zhu)尺(chi)M4螺(luo)(luo)釘(ding)位置，使主(zhu)(zhu)(zhu)尺(chi)平(ping)行(xing)度滿足(zu)0.1mm/1000mm以內時，把(ba)M2螺(luo)(luo)釘(ding)*上緊(jin)。在(zai)(zai)安(an)裝光柵主(zhu)(zhu)(zhu)尺(chi)時，應注意如下三點：

　　（1） 在(zai)裝KA300光(guang)(guang)柵尺(chi)主尺(chi)時(shi)，如安(an)裝超過1.5M以(yi)上(shang)的光(guang)(guang)柵時(shi)，不(bu)能象橋梁式只(zhi)安(an)裝兩端(duan)頭，尚需在(zai)整個主尺(chi)尺(chi)身中(zhong)有支撐。

　　（2） 在有基座情(qing)況下(xia)安裝好后，用一個卡子卡住尺身中點(dian)（或幾點(dian)）。

　　（3） 不能安裝卡(ka)子時，用玻璃膠粘住KA300光柵尺(chi)身，使基(ji)尺(chi)與主尺(chi)固定好。

　　3、位移傳感(gan)器讀數頭(tou)的安(an)裝

　　在(zai)(zai)安(an)裝(zhuang)(zhuang)讀數頭時，首先應保證讀數頭的(de)基面達到安(an)裝(zhuang)(zhuang)要求，然后(hou)再安(an)裝(zhuang)(zhuang)讀數頭，其(qi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)方法與(yu)主尺相似。zui后(hou)調整讀數頭，使讀數頭與(yu)光柵主尺平行度保證在(zai)(zai)0.1mm之內，其(qi)讀數頭與(yu)主尺的(de)間隙控制在(zai)(zai)1~1.5mm