光栅尺测量原理
一）测量原理，测量基准
绝对测量方法
二）增量测量方法
三）光电扫描
六）机械结构和安装，标尺外壳为纤细尺寸的光栅尺
七）LB,LC,LF和LS100光栅尺-大截面尺寸的安装
长度测量工具发展 工具简介 将被测长度与已知长度比较，从而得出测量结果的工具，简称测量工具。长度测量工具包括量规、量具和量仪。习惯上常把不能指示量值的测量工具称为量规；把能指示量值，拿在手中使用的测量工具称为量具；把能指示量值的座式和上置式等测量工具称为量仪。 智能之前 工具简史 最早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具，例如角尺、卡钳等。 角尺卡钳 16世纪，在火炮制造中已开始使用光滑量规。1772年和1805年，英国的J.瓦特和H.莫兹利等先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特千分尺和校准用测长机。 瓦特千分尺新型测长机19世纪中叶以后，先后出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具。19世纪末期，出现了成套量块。 112块成套量块 继机械测量工具出现的是一批光学测量工具。19世纪末，出现立式测长仪，20世纪初，出现测长机。
新式测长仪测长机 到20年代，已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量。1928年出现气动量仪，它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。 浮标式气动量仪 电学测量工具是30年代出现的。最初出现的是利用电感式长度感应器制成的界限量规和轮廓仪。 界限量规轮廓仪 50年代后期出现了以数字显示测量结果的坐标测量机。60年代中期，在机械制造中已应用带有电子计算机辅助测量的坐标测量机。 三坐标测量机
至70年代初，又出现计算机数字控制的齿轮量仪，至此，测量工具进入应用电子计算机的阶。 计算机数字控制的齿轮量仪 工具分类 测量工具通常按用途分为通用测量工具、专类测量工具和专用测量工具3类。测量工具还可按工作原理分为机械、光学、气动、电动和光电等类型。这种分类方法是由测量工具的发展历史形成的。但一些现代测量工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等原理并与电子计算机技术相结合的测量工具，因此，这种分类方法仅适用于工作原理单一的测量工具。 通用测量工具 可以测量多种类型工件的长度或角度的测量工具。这类测量工具的品种规格最多，使用也最广泛，有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、卡尺、千分尺、百分表(见百分表和千分表)、多齿分度台、比较仪、激光干涉仪、工具显微镜、三座标测量机等。 专类测量工具 用于测量某一类几何参数、形状和位置误差（见形位公差）等的测量工具。它可分为：①直线度和平面度测量工具，常见的有直尺、平尺、平晶、水平仪、自准直仪等；②表面粗糙度测量工具，常见的有表面粗糙度样块、光切显微镜、干涉显微镜和表面粗糙度测量仪等（见表面粗糙度测量）；③圆度和圆柱度测量工具，有圆度仪、圆柱度测量仪等（见圆度测量）；④齿轮测量工具，常见的有齿轮综合检查仪、渐开线测量仪、周节测量仪、导程仪等（见齿轮测量）；⑤螺纹测量工具（见螺纹测量）等。 专用测量工具 仅适用于测量某特定工件的尺寸、表面粗糙度、形状和位置误差等的测量工具。常见的有自动检验机、自动分选机、单尺寸和多尺寸检验装置(见自动测量)等。
光栅尺定义： 光栅尺通过摩尔条纹原理，通过光电转换，以数字方式表示线性位移量地高精度位移传感器.光栅线位移传感器主要应用于直线移动导轨机构，可实现移动量地精确显示和自动控制，广泛应用于金属切削机床加工量地数字显示和加工中心位置环地控制.该产品已形成系列，供不同规格地各类机床选用，量程从毫米至米，覆盖几乎全部金属切削机床地行程. 威海三丰电子有限公司生产数显光栅尺,数控光栅尺,直线光栅尺,电子尺,位移传感器,机床数显,数显改造,数控改造,机床改造,数显装置,数显传感器,数显表,磁栅尺，数显尺，旧机床数显改造，可按客户需求定制，价格优惠！电话：资料个人收集整理，勿做商业用途 现代地自动控制系统中已广泛地采用光电传感器(如光栅尺)来解决轴地线位移、转速或转角地监测和控制问题. 适用以下领域: 加工用地设备：车床、铣床、镗床、磨床、电火花机、线切割等 测量用地仪器：投影机、影像测量仪、工具显微镜等 也可对数控机床上刀具运动地误差起补偿作用资料个人收集整理，勿做商业用途 光栅尺：测量范围：～ 测量准确度：±μ～±μ 测量基准：光栅周期μ地光学玻璃尺 光学测量系统：透射式红外线光测量系统，红外线波长 反应速度：() () 读数头滑动系统：垂直式五轴承 输出讯号： 讯号传达周期：μ 供应电压：± 采用最高优质地材料制造出耐油、高弹性及抗老化胶封.由工程师精心设计出最佳地闭合角度和最适中地软硬度，保证最佳地密封性能和最少地磨擦阻力.读数头滑动部分结构采用已被验证为最可靠耐用地五轴承设计，保证光学感应系统能长期稳定地在光栅尺上畅顺滑行. 读数头滑动部分结构采用已被验证为最可靠耐用地五轴承设计，保证光学感应系统能长期稳定地在光栅尺上畅顺滑行. 弹簧地几何设计经过精确详细地力学模型分析，并采用高级地德国制弹簧钢材制造.确保光学感应系统就是在高速地移动情况下，仍能紧贴在光栅尺上无跳动地滑行. 所有轴承均采用日本规格高精度轴承，保证滑行畅顺，跳动量低，可靠耐用. 采用美国公司地高效能红外线发光管为光源.讯号强而稳定，可靠性极高资料个人收集整理，勿做商业用途 光栅尺相关介绍
长度的测量教案 Prepared on 24 November 2020
第1节 长度的测量 教学目标 一、知识目标 1．认识长度的基本单位和其它常用单位，并能进行单位换算 1．会使用适当的刻度尺测量长度 2．知道测量有误差，误差和错误有区别，怎么样来减小误差 二、能力目标 1．体验通过日常经验或自然现象粗略估计长度的方法，具有初步解决简单生活问 题的能力． 2．通过进行简单的测量，具有使用简单测量工具的能力． 三、德育目标 1．通过对刘翔人物的简单介绍，增养民族自豪感 教学重点 正确使用刻度尺测量长度． 教学难点 正确记录测量结果． 教学方法 讨论法：引入学生感兴趣的问题，通过学生的积极讨论，引起学生对问题的关注，提高学生的兴趣，实现教学目标． 实践法：通过学生的亲自实践，学会刻度尺的正确使用． 教具准备 测长度工具：直尺、皮卷尺、游标卡尺、千分尺等． 投影仪． 板书设计 1km=103m 1dm=10-1 m 长度的单位及换算 1cm=-10-2m 1mm=10-3m 1μm=10-6m 1nm=10-9m 测量的工具：直尺、皮尺、卷尺、游标卡尺、千分尺 选：根据测量要求，选择适当量程及分度值的尺子 放：刻度尺要与被测对象平行；刻度线紧贴被测物；零 刻线与被测对象一端对齐 看：视线正对刻度尺刻线，不要斜视 读：读数时要估读到分度值的下一位 记：记录测量结果要有准确值、估计值和单位 误差 测量的数值和真实值之间必然存在的差异就叫误差。 注意：1.误差是不可避免的，误差不可能消 除,只能尽量的减小。 2.减小误差的办法：多次测量取平均值 使用精密的测量工具 ,改进测量方法 3.误差不是错误： 教学过程 一、引入新课 正确使用刻度1.长度的测
1 光栅尺工作原理 光栅位移传感器的工作原理，是由一对光栅副中的主光栅（即标尺光栅）和副光栅（即指示光栅）进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间（或明暗相间）的规则条纹图形，称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白（或明暗）相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大器放大，整形电路整形后，得到两路相差为90o的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。 二、工作原理 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。图4-9是其工作原理图。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个 区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹具有以下性质：
(1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。 (2) 若用W表示莫尔条纹的宽度，d表示光栅的栅距，θ表示两光栅尺线纹的夹角，则它们之间的几何关系为W=d／sin当角很小时，上式可近似写W=d／θ 若取d=0.01mm,θ=0.01rad，则由上式可得W=1mm。这说明，无需复杂的光学系统和电子系统，利用光的干涉现象，就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。这种放大作用是光栅的一个重要特点。 (3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的，所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。 (4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。两光栅尺相对移动一个栅距d，莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W，其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直，且当两光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也随之改变。 根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A，B，C，D，且使这4个窗口两两相距1／4莫尔条纹宽度，即W／4。由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从4个观察窗口A，B，C，D可以得到4个在相位
光栅尺的应用与原理 光栅尺的结构是由有刻有窄的等间距的线纹标尺光栅和读数头组成，读数头是由刻有与标尺光栅光刻密度相同好的指示光栅、光学系统和光路原件等组成。标尺光栅与尺度光栅与一定间距平行放置，并且他们的刻度线相互倾斜一定角度@，标尺光栅固定不动，指示光栅沿着垂直线条纹方向运动，光线照在标尺光栅上放射或者投射在指示光栅并发生光的衍射，产生明暗相间的莫尔条纹，光电探测器检测莫尔条纹的宽度变化并将其转换成电信号输出给控制装置。 莫尔条纹的特点： 1.莫尔条纹的移动与光栅栅距之间的移动关系，光栅移动一个条纹，莫尔条纹正好移动一 个条纹。 2.莫尔条纹的放大作用：B=W/(2SIN2/2)=W/2 主要的元件：发光LED, 标尺光栅，指示光栅，光电探测器。 光栅的选用：选用光栅要综合考虑一下几个要素： 1.考虑被测物理量的性质，要根据呗测量的行程和精度要求选择量程和精度，根据被测量 的最大速度确定光栅尺的最大移动速度以及是否需要基准标记和相位开关传感器，要什么形式的光栅。 2.根据控制器可以控制的信号的类型选择光栅输出类型，还要考虑接口的硬件匹配。 3.根据工作条件确定光栅尺应具备在何种环境下工作的能力 4.根据被测的物体考虑安装方案。考虑到空间，方向等问题。 5.设计电缆的长度 6.价格和服务 7.市场的方便，型号的选择。 光栅的主要技术参数： 分辨率：表征的测量精度，有5.0um ，1.0um ,0.5um ,0.1um 输出波形：方波和正弦波两种。 按控制的形式：数字量和模拟量，要与控制器匹配。 测量周期：没测一次所需的时间 测量长度：可以应许的测量范围 测量方式：绝对值和识字增量坐标 使用温度：5----45度 供电电源：一般为+5+5%，电流大小为120mA 最大移动速度：要大于要求值 最小时钟频率：要保证控制器的频率高于要求值。 安装： 把光栅尺贴在平台的固定部分上。安装要用专用工具，保证光栅的安装合付要求（水平度、垂直度）。 读数头要安装在平台的移动部分上。在安装光栅尺时要先安装光栅尺，然后根据光栅尺安装读数头。保证读头与光栅尺的距离2—3mm,
光栅的结构及工作原理 光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件，它主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。通常，标尺光栅固定在机床的活动部件上(如工作台或丝杠)，光栅读数头安装在机床的固定部件上(如机床底座)，二者随着工作台的移动而相对移动。在光栅读数头中，安装着一个指示光栅，当光栅读数头相对于标尺光栅移动时，指示光栅便在标尺光栅上移动。当安装光栅时，要严格保证标尺光栅和指示光栅的平行度以及两者之间的间隙(一般取或要求。 1．光栅尺的构造和种类 光栅尺包括标尺光栅和指示光栅，它是用真空镀膜的方法光刻上均匀密集线纹的透明玻璃片或长条形金属镜面。对于长光栅，这些线纹相互平行，各线纹之间距离相等，我们称此距离为栅距。对于圆光栅，这些线纹是等栅距角的向心条纹。栅距和栅距角是决定光栅光学性质的基本参数。常见的长光栅的线纹密度为25,50,100,125,250条／mm。对于圆光栅，若直径为70mm,一周内刻线100-768条；若直径为110mm，一周内刻线达600-1024条，甚至更高。同一个光栅元件，其标尺光栅和指示光栅的线纹密度必须相同。 2．光栅读数头 图4-7是光栅读数头的构成图，它由光源、透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成。读数头的光源一般采用白炽灯泡。白炽灯泡发出的辐射光线，经过透镜后变成平行光束，照射在光栅尺上。光敏元件是一种将光强信号转换为电信号的光电转换元件，它接收透过光栅尺的光强信号，并将其转换成与之成比例的电压信号。由于光敏元件产生的电压信号一般比较微弱，在长距离传递时很容易被各种干扰信号所淹没、覆盖，造成传送失真。为了保证光敏元件输出的信号在传送中不失真，应首先将该电压信号进行功率和电压放大，然后再进行传送。驱动线路就是实现对光敏元件输出信号进行功率和电压放大的线路。
光栅尺位移传感器原理简介及维护注意事项 一、光栅尺是什么？ 轨道旁边的黄色金属条，与其对 应部位，在移载台底部装有光读 头 定义： 光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。 光栅尺位移传感器经常应用于机床与现在加工中心以及测量仪器等方面，可用作 直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大， 检测精度高，响应速度快的特点。 二、光栅尺的分类、构造 1）分类： 光栅尺位移传感器按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。 ●透射光栅指的玻璃光栅. ●反射光栅指的钢带光栅 2）结构： 光栅尺位移传感器是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机 床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。下图所示的 就是光栅尺位移传感器的结构。
三、光栅尺的工作原理？ 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。（关于莫尔条纹的原理，可参考相关文献） 简单的说：光读头通过检测莫尔条纹个数，来“读取”光栅刻度，然后再根据驱动电路的作用，计算出光栅尺的位移和速度。 莫尔条纹 四、光栅尺的维护 1）尽可能外加保护罩，并及时清理溅落在尺上的切屑和油液，严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。 2）定期检查各安装联接螺钉是否松动、定期使用干燥的洁净布擦拭表。 3）光栅尺位移传感器严禁剧烈震动及摔打、踩踏，以免破坏光栅尺，如光栅尺断裂，光
栅尺传感器即失效了。 4）不要自行拆开光栅尺位移传感器，更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距，否则一方面可能破坏光栅尺传感器的精度；另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦，损坏铬层也就损坏了栅线，以而造成光栅尺报废。 5）应注意防止油污及水污染、硬物划伤光栅尺面，以免破坏光栅尺线条纹分布，引起测量误差。 6）光栅尺位移传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作，以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面，破坏光栅尺质量。 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注！）
第三章长度尺寸测量工具 一、简易量具 1、钢直尺 1）钢直尺结构与规格 钢板尺俗称钢尺或直尺，如图1所示，是用来测量长度的一种最常用的简单量具，可直接测量工件尺寸。尺边平直，尺面有米制或英制的刻度，可以用来测量工件的长度、宽度、高度和深度。有时还可用来对一些要求较低的工件表面进行平面度检查。 图1钢板尺 钢板尺测量范围基本取决于钢尺的长度。测量范围主要有：0～150 mm、0～200 mm、0～300 mm、0～500 mm等规格，其测量范围就是所能测定的最大长度。钢板尺最小刻度一般为0．5 mm或l mm。 2）使用方法 要根据被测件的形状和尺寸大小灵活掌握使用钢板尺的方法。应根据测量尺寸的大小，选择恰当长度的钢板尺。实际测量工件时，应将钢板尺拿稳，用拇指贴靠工件。图2(a)所示为正确的测量方法；图2(b)所示为错误的测量方法。手指位置不对，易使钢板尺不稳定，造成测量不准确。读数时，应使视线与钢板尺垂直，而不应倾斜，否则会影响测量的准确度。 钢板尺起始端是测量的基准，应保持其轮廓完整，以免影响测量的准确度。如果钢板尺端部已经磨损，应以另一刻度线作为基准。 (a)正确 (b)不正确 图2钢板尺测量工件 2、卡钳 卡钳是一种间接测量的简单量具，不能直接读出测量数值，必须与钢板尺或其他带有刻度的量具一起使用才尺或其他带有刻度的量具一起使用才行。 1）卡钳的种类 卡钳还分为普通卡钳和弹簧卡钳。普通卡钳结构简单，是用铆钉或螺钉连接两个卡脚的；弹簧卡钳是用弹簧连接两个卡脚的，通过调整螺母来限制卡脚张开的大小，如图3所示。
图3 卡钳 1—卡钳 2—铆钉或螺钉 3—弹簧 4—螺钉 5—调整螺母卡钳分外卡钳和内卡钳，外卡钳是由两个弧形卡脚连接起来的，两个钳口是相对的，可用来测量外尺寸，如外圆直径、厚度、宽度等。内卡钳是由两个直形卡脚连接起来的，两个钳口是向外的，可用来测量内尺寸，如内孔、沟槽等。 卡钳适合用来测量铸、锻件毛坯。 在精加工过程中，卡钳应与千分尺配合使用，对某一加工尺寸，用预先调整好的卡钳进行测试，可提高测量精度和工作效率。 2）卡钳的调整方法 普通卡钳的调整 卡钳卡脚张开的大小，称为卡钳的开度。调整普通卡钳的开度时，先用两手进行大致调整，开度接近需要的大小时，用手捏住连接处，轻轻敲击卡脚，使它微微张大或缩小来进行细微调整。图4(a)、(b)是轻敲卡脚的外边(图示箭头为敲击方向)，使它由大调小；图4(c)、(d)是轻敲卡脚的内边，使它由小调大。 （a）（b） （c）（d）
现代常用的测量工具：测量工具，是测量某个性质的工具。包括长度、温度、时间、质量、力、电流、电压、电阻、声音、无线电、折射率和平均色散。 长度测量：米尺，游标卡尺，卷尺，外径千分尺 时间测量：秒表，普通钟表，电子表 电流测量：电流表，万用表，电笔 重量测量：台秤，电子称，地磅，天平 温度测量：温度计 各种专业测量用具：如建筑施工中用到的经纬仪，水准仪，全站仪，GPS测量仪。 长度测量工具 最早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具，例如角尺、卡钳等。16世纪，在火炮制造中已开始使用光滑量规。1772年和1805年，英国的J.瓦特和H.莫兹利等先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特千分尺和校准用测长机。19世纪中叶以后，先后出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具。19世纪末期，出现了成套量块。继机械测量工具出现的是一批光学测量工具。19世纪末，出现立式测长仪，20世纪初，出现测长机。到20年代，已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量。1928年出现气动量仪，它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。电
学测量工具是30年代出现的。最初出现的是利用电感式长度传感器制成的界限量规和轮廓仪。50年代后期出现了以数字显示测量结果的坐标测量机。60年代中期，在机械制造中已应用带有电子计算机辅助测量的坐标测量机。至70年代初，又出现计算机数字控制的齿轮量仪，至此，测量工具进入应用电子计算机的阶段。 质量测量工具 弹簧秤，分压力和拉力两种类型，压力弹簧秤的托盘承受的压力等于物体的重力，秤盘指针旋转的角度指示所受压力的数值。拉力弹簧秤的下端和一个钩子连在一起（这个钩子是与弹簧下端连在一起的），弹簧的上端固定在壳顶的环上。将被测物挂在钩上，弹簧即伸长，而固定在弹簧上的指针随着下降。由于在弹性限度内，弹簧的伸长与所受之外力成正比，因此作用力的大小或物体重力可从弹簧秤的指针指示的外壳上的标度数值直接读出。 托盘天平，依据杠杆原理制成，在杠杆的两端各有一小盘，一端放砝码，另一端放要称的物体，杠杆中央装有指针，两端平衡时，两端的质量（重量）相等。是一种常用衡器。精确度不高,一般为0.1 或0.2克。荷载有100g、200g、500g、1000g等。由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、标尺、游码、砝码等组成。由支点(轴)在梁的中心支着天平梁而形成两个臂，每个臂上挂着或托着一个盘，其中一个盘（通常为右盘）里放着已知重量的物体（砝码），另一个盘（通常为左盘）里放待称重的物体，游码则在刻度尺上滑动。
长度测量工具的发展
长度测量工具发展 工具简介 将被测长度与已知长度比较，从而得出测量结果的工具，简称测量工具。长度测量工具包括量规、量具和量仪。习惯上常把不能指示量值的测量工具称为量规；把能指示量值，拿在手中使用的测量工具称为量具；把能指示量值的座式和上置式等测量工具称为量仪。 智能之前 工具简史 最早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具，例如角尺、卡钳等。 角尺卡钳 16世纪，在火炮制造中已开始使用光滑量规。1772年和1805年，英国的J.瓦特和H.莫兹利等先后制造出利用螺纹副原理测长的瓦特千分尺和校准用测长机。 瓦特千分尺新型测长机 19世纪中叶以后，先后出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具。19世纪末期，出现了成套量块。 112块成套量块 继机械测量工具出现的是一批光学测量工具。19世纪末，出现立式测长仪，20世纪初，出现测长机。
新式测长仪测长机 到20年代，已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量。1928年出现气动量仪，它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。 浮标式气动量仪 电学测量工具是30年代出现的。最初出现的是利用电感式长度感应器制成的界限量规和轮廓仪。 界限量规轮廓仪50年代后期出现了以数字显示测量结果的坐标测量机。60年代中期，在机械制造中已应用带有电子计算机辅助测量的坐标测量机。 三坐标测量机
至70年代初，又出现计算机数字控制的齿轮量仪，至此，测量工具进入应用电子计算机的阶。 计算机数字控制的齿轮量仪 工具分类 测量工具通常按用途分为通用测量工具、专类测量工具和专用测量工具3类。测量工具还可按工作原理分为机械、光学、气动、电动和光电等类型。这种分类方法是由测量工具的发展历史形成的。但一些现代测量工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等原理并与电子计算机技术相结合的测量工具，因此，这种分类方法仅适用于工作原理单一的测量工具。 通用测量工具 可以测量多种类型工件的长度或角度的测量工具。这类测量工具的品种规格最多，使用也最广泛，有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、卡尺、千分尺、百分表(见百分表和千分表)、多齿分度台、比较仪、激光干涉仪、工具显微镜、三座标测量机等。 专类测量工具 用于测量某一类几何参数、形状和位置误差（见形位公差）等的测量工具。它可分为：①直线度和平面度测量工具，常见的有直尺、平尺、平晶、水平仪、自准直仪等； ②表面粗糙度测量工具，常见的有表面粗糙度样块、光切显微镜、干涉显微镜和表面粗糙度测量仪等（见表面粗糙度测量）；③圆度和圆柱度测量工具，有圆度仪、圆柱度测量仪等（见圆度测量）；④齿轮测量工具，常见的有齿轮综合检查仪、渐开线测量仪、周节测量仪、导程仪等（见齿轮测量）；⑤螺纹测量工具（见螺纹测量）等。 专用测量工具
光栅尺工作原理 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。图4-9是其工作原理图。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度 来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹具有以下性质： (1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。 (2) 若用W表示莫尔条纹的宽度，d表示光栅的栅距，θ表示两光栅尺线纹的夹角，则它们之间的几何关系为W=d／sin当 角很小时，上式可近似写W=d／θ 若取d=0.01mm,θ=0.01rad，则由上式可得W=1mm。这说明，无需复杂的光学系统和电子系统，利用光的干涉现象，就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。这种放大作用是光栅的一个重要特点。 (3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的，所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。 (4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。两光栅尺相对移动一个栅距d，莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W，其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直，且当两光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也随之改变。 根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A，B，C，D，且使这4个窗口两两相距1／4莫尔条纹宽度，即W／4。由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从4个观察窗口A，B，C，D可以得到4个在相位上依次超前或滞后(取决于两光栅尺相对移动的方向)1／4周期(即π／2)的近似于余弦函数的光强度变化过程，用表示，见图4-9(c)。若采用光敏元件来检测，光敏元件把透过观察窗口的光强度变化 转换成相应的电压信号，设为 。根据这4个电压信号，可以检测出光栅尺的相对移动。 1．位移大小的检测 由于莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动是相对应的，故通过检测 这4个电压信号的变化情况，便可相应地检测出两光栅尺之间的相对移动。 每变化一个周期，即莫尔条纹每变化一个周期，表明两光栅尺相对移动了一个栅距的距离；若两光栅尺之间的相对移动不到一个栅距，因 是余弦函数，故根据 之值也可以计算出其相对移动的距离。 2. 位移方向的检测 在图4-9(a)中，若标尺光栅固定不动，指示光栅沿正方向移动，这时，莫尔条纹相应地沿向下的方向移动，透过观察窗口A和B，光敏元件检测到的光强度变化过程 和及输出的相应的电压信号和如图4-10(a)所示，在这种情况下，滞后的相位为／2；反之，若标尺光栅固定不动，指示光栅沿负方向移动，这时，莫尔条纹则相应地沿向上的方向移动，透过观察窗口A和B，光敏元件检测到的光强度变化过程和 及输出的相应的电压信号和如图4-10(b)所示，在这种情况下，超前的相位为／2。因此，根据和两信号相互间的超前和滞后关系，便可确定出两光栅尺之间的相对移动方向。 工作原理： 直线光栅尺和旋转编码器均依据相对运动的原理来产生光信号，这些信号经过光电器件的转换处理后，用来检测机械装置的位移。FAGOR公司反馈产品采用两种不同的材料来产生反馈信
长度测量的几种特殊方法 陕西省武功县5702中学王纲明 长度的测量是最基本的测量，最常用的工具有钢卷尺、三角尺、直尺，而像游标卡尺、螺旋测微器较精密仪器并不常用。那么当我们手边测量工具仅限直尺和三角尺时，而测量的对象却是特殊情形下物体，如：一张邮票的厚度，学校旗杆的高度或一弯曲的钢圈长等。这些物体的长度不能直接用直尺或三角尺测量。该怎么办呢？ 下面我就针对具体的测量对象介绍几种特殊方法： 1.累积法：它又包含两类，一类是测多算少，如求金属丝的直径，一张纸（或邮票）的厚度时就可采用此法。测前者的具体做法如图1示：将金属丝在铅笔上紧密排绕若干圈，测出金属丝绕圈的累积长度L，再除于长度L对应的匝数n,即可求得金属丝直径d=L/n；测一张邮票厚度时，可先测出一沓（30或50张）的厚度，同上法，即可求出一张纸（邮票）的厚度。另一类是以少求多，如：测一座楼房的高度，但手边只有米尺，怎么办？提示：你可以先测出任意一层楼梯中一个台阶的高度h,其次，数出楼层数m 和一层楼的台阶数n，即可求出楼高H=m nh。 图1 2.棉线法：即化曲为直法，此法测弯曲的物体长度、弧长等较方便。如图2示：测量一弯曲金属工件的长度，具体做法：将柔软的的无弹性的细线与被测部分重合，并在细线上标出与被测弯曲部分重合的起、终点，然后把曲线拉直，用直尺测出其长度，即为弯曲金属工件的长度。 图2
3.配合法：即用刻度尺和三角尺配合使用测量长度，该方法对于测圆、球直径、圆锥高、人身高、硬币直径等较方便。如测圆锥高见图3示，测球或者硬币直径见图4示。 图3 图4 4.比例法:利用被测物和参照物及其阳光下的影子组成相似图形，通过它们之间的比例关系求出被测物的高度。如：粗略测量某建筑物或某棵树的高度，当然它可以用现代化的测量工具：激光测距仪或微波测距仪来直接测量，但手边没有这些现代化仪器，只有普通的皮卷尺时，利用该法依然可以巧妙的测出来。 具体测量见下图5示，a.将一个竹杆竖直立于地面，平移竹杆使杆顶的影子和树顶的影子恰好重合，记下影子、杆和树所在的地面位置依次标记为A、B、C。b.放下竹杆，用卷尺测出竹杆长h1，AB长S1，BC长S2，c.利用比例式h1/h2=S1/(S1+S2),求出树高h2。同样办法，可求楼房高度。 图5 当然，测量长度的特殊方法并不至上面几种，教学中如果对学生进行有意识的训练，这将有利于培养他们的实践能力和创新意识，拓宽想象力，激发学生学习物理和探索新事物的热情。
介绍一下开环控制系统和闭环控制系统吗？若在机床上用闭环控制系统有哪些优缺点？还有光栅尺磁栅尺的优缺点及特长，通常磁栅尺光栅尺在哪些地方应用？ -------------------------- 回复如下：（经整理） 控制系统大致分类：按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。 1)开环控制系统 开环控制系统是指被控对象的输出(被控制量)对控制器的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。 2)闭环控制系统 闭环控制系统的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈，若极性相同，则称为正反馈。一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。 3)开环、闭环控制系统的各自特点： 在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都相对比较差。 闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。通常大多数重要的自动控制系统都采用闭环控制的方式。 闭环控制系统按控制和测量信号的不同，又可分为连续控制系统和离散控制系统。控制信号连续地作用于系统的，称为连续控制系统。控制信号断续地作用于系统的，称为离散控制系统。此外，在工程中，自动控制系统也有按所控制变量的物理属性进行分类，如速度、位置、压力、温度、流量、液位等等。 4)闭环控制系统的应用 自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等等。 应用例子有很多，人类使用自动装置的历史可以追溯到古代。中国古代的指南车和铜壶滴漏，古罗马人家庭水管系统的简单水位调节装置都是自动控制系统的萌芽。
光栅尺有"S"和"M"两种规格,两者区别是两端固定处不一样,而且有长短之分. 光栅尺有50;100;150;200;300及400(MM) 光栅尺主要功能是靠尺子上的读头读出数据给予数显器或软件里 LE 光栅尺是精密的光栅测量系统,适用于大量程的精密测量. 尤其适用于测量, 医疗设备,精密现代化加工设备. 数控加工中心，机床，磨床，铣床，自动卸货机，金属板压制和焊接机，机器人和自动化科技，生产过程测量机器，线性产品, 直线马达, 直线导轨定位等。 LE 光栅尺将直线的位移变化转换为脉冲信号. 脉冲信号的数量对应移动的距离，脉冲频率则反应了运动速度。LE 本体部分由5只精密轴承，玻璃光栅，LED 光照系统，铝合金外壳组成。 LE输出信号为矩形方波。A，B相相差90°的两路波形，能够指示出移动距离以及方向。零位信号间距50mm 。可选购RS422长线输出。 光栅尺原理: 光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的 幻变效果。 光栅是一张由条状透镜组成的薄片，当我们从镜头的一边看过去，将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像，而这条线的位置则由观察角度来 决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像，对应于每个透镜的宽度，分别 按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，当我们从不同角度通过透镜观察， 将看到不同的图像。 光栅尺其实起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用,在数控 机床中常用来观察其是否走刀有误差,以起到一个补偿刀具的运动的误差的补 偿作用.其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用.然后可以给手起到一个是否 要调整我是否要改变用力的标准. 相当于眼睛. 一、引言 目前在精密机加工和数控机库中采用的精密位称数控系统框图如图1所示。 随着电子技术和单片机技术的发展，光栅传感器在位移测量系统得到广泛应用，并逐步向智能化方向转化。 图2是利用光栅传感器构成的位移量自动测量系统原理示意图。该系统采用光栅移动产生的莫尔条纹与电子电路以及单片机相结合来完成对位移量的自 动测量，它具有判别光栅移动方向、预置初值、实现自动定位控制及过限报警、自检和掉电保护以及温度误差修正等功能。下面对该系统的工作原理及设计思 想作以介绍。
中国古代的测量工具 中国古代使用的测量工具主要是规、矩、准、绳. 规就是画圆的圆规. 矩是曲尺，可用于检查直角，画长方形和正方形. 木工现在还在使用曲尺，学生和科研人员绘图用的三角板和丁字尺，是矩的进一步发展. 准是水准器，用于检查是否水平. 绳子可用于画直线和检测直线. 准和绳，现在仍是木工和建筑工人的主要测量工具. 传说规矩是伏羲发明的. 伏羲是古代神话传说中的人物，他和妹妹女娲是人类的始祖. 山东嘉祥县汉代武梁祠石碑上刻有伏羲女娲像，伏羲手执矩，女娲手执规. 规矩准绳这些测量工具到春秋战国时期，应用已经普遍. 《吕氏春秋》中说：“为圆必以规，为方必以矩，为平直必准绳. ”这是古籍中关于规矩准绳的明确记载. “没有规矩，不能成方圆”这句话就源于古代数学. 司马迁在《史记》中写到大禹治水时有这样一段话：“（禹）陆行乘车，水行乘舟，泥行乘橇. 山行乘撵，左准绳，右规矩，载四行，以开九州，通九道”. 在这里，司马迁给我们展现了禹带领测量队治水的生动画卷. 你看，禹带着测量人员，肩扛测量仪器，准、绳、规、矩样样具备. 他们有时在陆地坐车行进，有时在水上乘船破浪，有时在泥泞的沼泽地里坐着木橇，有时穿着带铁钉的鞋登山. 由此可见，“准、绳、规、矩” 是古代使用的测量工具. “准” 是古代用的水准器. 这在《汉书》上就有记载. “绳”是一种测量距离、引画直线和定平用的工具，是最早的长度度量和定平工具之一. 禹治水时，“左准绳”就是用“准”和“绳” 来测量地势的高低，比较地势之间高低的差别. “规”是校正圆形的用具. “矩”是古代画方形的用具，也就是曲尺. 古人总结了“矩”的多种测绘功能，既可以定水平、测高、测深、测远，还可以画圆画方. 一个结构简单的“矩”，由于使用时安放的位置不同，便能测定物体的高低远近及大小，它的广泛用途，体现了古代中国人民的无穷智慧. 然而，“准、绳、规、矩”还不是最早的测量工具. 1952 年，人们在陕西省西安市半 坡村发现了一处距今约六七千年的氏族村落遗址. 在这个遗址中，有完整的住宅区，其中有四十六座圆形的或方形的房子，门都是朝南开的. 由此可以断定，氏族人是能准确地辨别方向的. 他们用什么办法来辨认方向呢？据推测，他们是观察太阳、星星来辨别方向的. 一般的物体，如树木、房屋等，在太阳光的照耀下，都会投射出影子来，人们在生产和生活实践中常常观察这些影子，慢慢地，人们发现这些影子不仅随着时间的推移而变化着，而且还发现这些影子的变化是有规律的. “立竿见影”便是我国古老的测量工作. 古人们 用“立竿见影”来确立方向，测定时刻，或者测定节气乃至回归年的长度等等. 由此可以说，中国最古老、最简单的测量工具是“表”，也就是普通的竹竿、木竿或者石柱等物. 人们从远古研究“竿影”不知有多少千万年了. 经过长期的生产实践，人们通过“竿影”的丈量和推导，创造出一套“测量高远术”来，“立竿见影”成了汉语中的一句成语.
光栅尺工作原理及详细介绍 光栅：光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果。 光栅是一张由条状透镜组成的薄片，当我们从镜头的一边看过去，将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像，而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像，对应于每个透镜的宽度，分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，当我们从不同角度通过透镜观察，将看到不同的图像。 光栅尺：其实起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用，在数控机床中常用来观察其是否走刀有误差，以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用，其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用，然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准。 【相当于眼睛】 一、引言 目前在精密机加工和数控机库中采用的精密位称数控系统框图。 随着电子技术和单片机技术的发展，光栅传感器在位移测量系统得到广泛应用，并逐步向智能化方向转化。 利用光栅传感器构成的位移量自动测量系统原理示意图。该系统采用光栅移动产生的莫尔条纹与电子电路以及单片机相结合来完成对位移量的自动测量，它具有判别光栅移动方向、预置初值、实现自动定位控制及过限报警、自检和掉电保护以及温度误差修正等功能。下面对该系统的工作原理及设计思想作以下介绍。 二、电子细分与判向电路 光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。目前高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制造困难。为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，本系统采用了电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量，同量莫尔条纹又具有光学放大作用，其放大倍数为： (1) 式中：W为莫尔条纹宽度；d为光栅栅距（节距）；θ为两块光栅的夹角，rad 在一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与羊向功能。本系统采用的光栅尺栅线为50线对/mm，其光栅栅距为0.02mm，若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在一般工业测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量，即要检测其大小，又要检测其方向，因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波，我们采用了由低漂移运放构成的差分放大器。由4个滏电器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波，经由两个与或非门74LS54芯片组成的四细分判向电路输入可逆计数器，最后送入由8031组成的单片机系统中进行处理。 三、单片机与接口电路 为实现可逆计数和提高测量速度，系统采用了193可逆计数器。假设工作平台运行速度
二年级数学上册复习（一） 1、尺子是测量物体长度的工具。测量物体的长度时，要把尺子的“0”对准物体的一端，再看物体的另一端对着刻度几。尺子上的“米”、“厘米”就是一个统一的长度单位。 100厘米=1米 1、在米尺上，从“0”刻度到“100”就是100厘米，也就是1米。测量较长的物体时用厘米作单位，测量较短的物体时用米作单位。 2、线段是直的，可以量出长度，它两端一定要有两个端点。 3、笔算两位数加两位数要注意相同数位要对齐，从个位加起，个位相加满十，向十位进一。 4、笔算减法要注意相同数位对齐，从个位减起。如果个位不够减，就从十位退一，在个位加十再减。 5、在一道算式里，如果有乘法和加减法，要先算乘法，再算加减法。有括号的要先算括号。 6、一个角有一个顶点、两条边。角的大小与两条边的长短无关，与两条边张开的大小有关。 7、每个三角尺上都有一个直角，两个锐角。一共有三个角。 8、红领巾上有一个钝角，两个锐角。一面国旗有四个直角。长方形和正方形都是4个直角。 9、直角、锐角、钝角按角的大小排列：锐角 < 直角 < 钝角 10、比直角大的叫钝角，比直角小的叫锐角。
11、求几个相同加数的和，用乘法计算比较简便：例如8+8+8+8=8×4=32 12、两数相加的结果叫和。两数相减的结果叫差。两数相乘的结果叫积。 13、一个加数是5，另一个加数是4，和是多少？用加法计算。一个因数是5，一个因数是4，积是多少？要用乘法计算。总之，求和用加法计算，求积用乘法计算。 14、钟面上有12个数。12个数把钟面分成12个相等的大格。每个大格又分成5个相等的小格，钟面上一共有60个小格。15、钟面上有两根针，又短又粗的针叫时针。又细又长的针叫分针。 16、时针走一大格是一小时，时针走一小时，分针正好走1圈，是60分钟，所以 1时=60分 17、分针指向12，时针指向几就是几时；分针指向6，时针走过几，就是几时半。
FAGOR
2
4
4 6 8 9
10
10
. . . . . .
S/SV G L
12 14 16
M C F
18 20 22 24 25 26
28
28 29 33 35
3
IRED
FACOR
FAGOR FACOR ( ( ( ) ) )
M MKT C S G
(IRED)
(11 App)
LED ( ) FACOR
F L
FACOR
IRED
4
(
(CNC) (DRO)
)
FAGOR I0
I0 50mm I0
I0
FAGOR
I0
M
C
F
FAGOR
I0
EDM
S G L FAGOR
S
G FAGOR I0
I0
SMD
FAGOR 10.02 10.04 10.06 50.1 50.2 50.4 40.04 40.08 40.12 20 100 80 FAGOR SMD
FAGOR
I0
(B) (A)= (B)=
(I 0 )
I0
505(A)
100 0(A) 504 (A)
10 00 50 (A) 3( A)
(A) 00 ) 10 2(A 50
) 1000(A ) 501(A
(B)
I0
5