KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實質是(shi)(shi)以光(guang)柵(zha)(zha)(zha)柵(zha)(zha)(zha)距(ju)為(wei)一(yi)把標準尺(chi)(chi)子對(dui)(dui)位稱量(liang)(liang)(liang)(liang)進(jin)行(xing)(xing)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)。高分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)一(yi)般造價較貴，且制(zhi)造困難(nan)。為(wei)了提(ti)高系統(tong)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率，需要對(dui)(dui)莫(mo)(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)(wen)進(jin)行(xing)(xing)細(xi)(xi)分(fen)(fen)(fen)(fen)，目前（2006年）KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)位移(yi)(yi)傳感器系統(tong)多采用(yong)電(dian)子細(xi)(xi)分(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)法。當兩(liang)塊光(guang)柵(zha)(zha)(zha)以微小傾(qing)角重疊(die)時，在與KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)刻線大(da)致垂直的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向上就會產(chan)生莫(mo)(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)(wen)，隨著KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)動，莫(mo)(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)(wen)也(ye)隨之上下移(yi)(yi)動。這樣就把對(dui)(dui)KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)柵(zha)(zha)(zha)距(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)轉換為(wei)對(dui)(dui)莫(mo)(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)(wen)個(ge)(ge)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)。 　　在一(yi)個(ge)(ge)莫(mo)(mo)爾(er)條(tiao)紋(wen)(wen)寬度(du)(du)內，按照(zhao)一(yi)定間隔放(fang)置(zhi)4個(ge)(ge)光(guang)電(dian)器件就能實現電(dian)子細(xi)(xi)分(fen)(fen)(fen)(fen)與判向功能。例如，柵(zha)(zha)(zha)線為(wei)50線對(dui)(dui)/mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)，其光(guang)柵(zha)(zha)(zha)柵(zha)(zha)(zha)距(ju)為(wei)0.02mm，若采用(yong)四細(xi)(xi)分(fen)(fen)(fen)(fen)后便可(ke)得到(dao)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率為(wei)5μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計數脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)，這在工(gong)業普通(tong)(tong)測(ce)(ce)(ce)控(kong)中已達(da)到(dao)了很高精度(du)(du)。由(you)于位移(yi)(yi)是(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)矢(shi)量(liang)(liang)(liang)(liang)，即要檢測(ce)(ce)(ce)其大(da)小，又要檢測(ce)(ce)(ce)其方(fang)向，因此至少需要兩(liang)路(lu)(lu)相位不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)信(xin)號。為(wei)了消除共模干(gan)擾、直流分(fen)(fen)(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)(liang)和偶次諧波，通(tong)(tong)常(chang)采用(yong)由(you)低漂移(yi)(yi)運放(fang)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)放(fang)大(da)器。由(you)4個(ge)(ge)光(guang)敏(min)器件獲得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)4路(lu)(lu)光(guang)電(dian)信(xin)號分(fen)(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)送到(dao)2只(zhi)差(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)放(fang)大(da)器輸入端，從差(cha)分(fen)(fen)(fen)(fen)放(fang)大(da)器輸出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)路(lu)(lu)信(xin)號其相位差(cha)為(wei)π/2，為(wei)得到(dao)判向和計數脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)，需對(dui)(dui)這兩(liang)路(lu)(lu)信(xin)號進(jin)行(xing)(xing)整形，首先把它們(men)整形為(wei)占空比(bi)為(wei)1：1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)波。然(ran)后，通(tong)(tong)過對(dui)(dui)方(fang)波的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相位進(jin)行(xing)(xing)判別(bie)(bie)比(bi)較，就可(ke)以得到(dao)KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)動方(fang)向。通(tong)(tong)過對(dui)(dui)方(fang)波脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)進(jin)行(xing)(xing)計數，可(ke)以得到(dao)KA300光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位移(yi)(yi)和速度(du)(du)。

KA300光柵(zha)尺是精(jing)密(mi)的光柵(zha)測(ce)(ce)量(liang)系統(tong),適(shi)用于大(da)量(liang)程(cheng)的精(jing)密(mi)測(ce)(ce)量(liang). 尤其(qi)適(shi)用于測(ce)(ce)量(liang), 醫療設(she)備,精(jing)密(mi)現(xian)代化(hua)加工(gong)(gong)設(she)備. 數控(kong)加工(gong)(gong)中心(xin)，鏜床，鏜床，鏜床，自動(dong)卸貨機(ji)，金屬板壓(ya)制(zhi)和焊接機(ji)，機(ji)器人和自動(dong)化(hua)科技，生產過程(cheng)測(ce)(ce)量(liang)機(ji)器，線(xian)(xian)(xian)性產品(pin), 直(zhi)線(xian)(xian)(xian)馬達, 直(zhi)線(xian)(xian)(xian)導軌(gui)定位等。

LE輸出信(xin)(xin)號(hao)為(wei)矩形方波。A，B相 相差90°的兩路波形，能夠指示(shi)出移動距離以及方向(xiang)。零位(wei)信(xin)(xin)號(hao)間(jian)距50mm 。可選購RS422長(chang)線輸出。

KA300光(guang)(guang)柵尺將直線的(de)位(wei)移(yi)變化(hua)轉換為脈(mo)沖信(xin)號. 脈(mo)沖信(xin)號的(de)數量(liang)對應移(yi)動的(de)距(ju)離，脈(mo)沖頻率則反(fan)應了運動速度。LE 本(ben)體部分由5只精密軸承，玻璃光(guang)(guang)柵，LED光(guang)(guang)照系(xi)統，鋁合金(jin)外殼(ke)組成(cheng)。

產品特點

KA300光(guang)柵尺供應 光(guang)學尺 電子尺

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(xian)自動定位控制(zhi)及過(guo)限報警、自檢和掉電保護以及溫度誤差(cha)修正等(deng)功能。

一、KA300光柵尺特點：
1、 *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)(neng)；10、自動尋找零位功能(neng)(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。
光柵(zha)(zha)玻(bo)璃(li)尺：采用*進的光柵(zha)(zha)制作技術，可制作各種規格的高(gao)精度光柵(zha)(zha)玻(bo)璃(li)尺，zui長可做(zuo)到3000mm（不(bu)接長）。

KA300光(guang)柵尺產(chan)品用途

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(guang)柵尺：分(fen)為(wei)(wei)(wei)敞開式和封(feng)閉(bi)式兩(liang)類(lei)(lei)。其中(zhong)敞開式為(wei)(wei)(wei)高精度型(xing)(xing)，產品型(xing)(xing)號為(wei)(wei)(wei)JCT，輸出波(bo)形(xing)(xing)(xing)為(wei)(wei)(wei)正弦波(bo)，主(zhu)要(yao)用(yong)于精密儀器(qi)的(de)數字化(hua)改造，zui高分(fen)辨(bian)率可達0.1um。封(feng)閉(bi)式則主(zhu)要(yao)用(yong)于普通鏜床、儀器(qi)的(de)數字化(hua)改造，輸出波(bo)形(xing)(xing)(xing)為(wei)(wei)(wei)方波(bo)，按外形(xing)(xing)(xing)分(fen)類(lei)(lei)可分(fen)為(wei)(wei)(wei)小型(xing)(xing)尺、標準(zhun)尺、大型(xing)(xing)尺三(san)類(lei)(lei)，型(xing)(xing)號分(fen)別為(wei)(wei)(wei)JCXF型(xing)(xing)、JCXE型(xing)(xing)、JCXG型(xing)(xing)，其中(zhong)大型(xing)(xing)尺（JCXG型(xing)(xing)）zui長可做到3000mm，分(fen)辨(bian)率有0.5μ、1μ、2μ、5μ、10μ。此外根據用(yong)戶需求，可提(ti)供各種安(an)裝(zhuang)附件以(yi)方便(bian)系統安(an)裝(zhuang)。

一、KA300光(guang)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(chuang)改造、鏜床(chuang)改造、火花機改造、鉆床(chuang)改造、坐標測 量、投影測量等。

二(er)、KA300光柵(zha)尺分(fen)類

1、按(an)外型(xing)分大型(xing)尺(chi)：QH-200 QH-400 QH-600 QH-800

2、按(an)分(fen)辨率分(fen)有：0.2u----25u

3、按供電(dian)電(dian)壓分有：5V----24V

4、按輸出信(xin)號分有TTL方波、TTL方波、HTL方波（5V、12V、15V、24V）、RS422信(xin)號、正(zheng)弦(xian)電(dian)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(wen)(wen)度(du)：0-45℃                    存儲溫(wen)(wen)度(du)：-40℃-55℃

　KA300光柵(zha)尺：光柵(zha)是(shi)結合數碼(ma)科技與傳統印刷的(de)技術，能在(zai)特(te)制的(de)膠(jiao)片(pian)上顯現不同(tong)的(de)特(te)殊效果。在(zai)平面上展示栩栩如生的(de)立體世界，電影般的(de)流暢(chang)動畫片(pian)段，匪夷所思(si)的(de)幻變效果。

　　KA300光柵尺(chi)是一張由條(tiao)狀透(tou)鏡組成的(de)薄片(pian)，當(dang)我們從鏡頭的(de)一邊看過去，將看到在(zai)(zai)薄片(pian)另(ling)一面上的(de)一條(tiao)很細的(de)線(xian)條(tiao)上的(de)圖像，而這(zhe)(zhe)條(tiao)線(xian)的(de)位置則由觀察角度(du)來(lai)決(jue)定。如果我們將這(zhe)(zhe)數幅在(zai)(zai)不(bu)(bu)同(tong)線(xian)條(tiao)上的(de)圖像，對應于每(mei)個透(tou)鏡的(de)寬度(du)，分別按(an)順序分行(xing)排列(lie)印(yin)刷在(zai)(zai)光柵薄片(pian)的(de)背面上，當(dang)我們從不(bu)(bu)同(tong)角度(du)通(tong)過透(tou)鏡觀察，將看到不(bu)(bu)同(tong)的(de)圖像。

　　KA300光(guang)柵(zha)尺(chi) 其(qi)實(shi)起(qi)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)作用(yong)是(shi)對刀具和(he)工件的(de)(de)(de)坐標(biao)起(qi)一(yi)個檢測的(de)(de)(de)作用(yong),在數控鏜(tang)床(chuang)中常用(yong)來觀察(cha)其(qi)是(shi)否走刀有誤差,以(yi)起(qi)到(dao)(dao)一(yi)個補(bu)償刀具的(de)(de)(de)運動的(de)(de)(de)誤差的(de)(de)(de)補(bu)償作用(yong).其(qi)實(shi)就象人眼睛看到(dao)(dao)我切割(ge)偏沒偏的(de)(de)(de)作用(yong).然后可(ke)以(yi)給手起(qi)到(dao)(dao)一(yi)個是(shi)否要調整我是(shi)否要改變用(yong)力的(de)(de)(de)標(biao)準.

　　相當于眼睛.

　　一、引言

　　目前在精(jing)密(mi)機加(jia)工和數控機庫中采用(yong)的精(jing)密(mi)位(wei)稱數控系統框圖如圖1所示。

　　隨著電子技術和單片機(ji)技術的發展，KA300光柵尺(chi)在位(wei)移測量系統得到廣泛應用，并逐步向智能(neng)化方向轉化。

　　圖(tu)2是利用KA300光(guang)柵尺構(gou)成(cheng)的位移量自動(dong)(dong)(dong)測量系(xi)統(tong)原理(li)示(shi)意圖(tu)。該系(xi)統(tong)采用KA300光(guang)柵尺移動(dong)(dong)(dong)產生的莫爾條(tiao)紋與電子電路(lu)以(yi)及(ji)單片(pian)機(ji)相結合(he)來(lai)完(wan)成(cheng)對位移量的自動(dong)(dong)(dong)測量，它具有(you)判別光(guang)柵移動(dong)(dong)(dong)方向、預置(zhi)初值(zhi)、實(shi)現自動(dong)(dong)(dong)定(ding)位控制及(ji)過限報(bao)警、自檢和(he)掉電保護以(yi)及(ji)溫度誤(wu)差(cha)修正等(deng)功(gong)能(neng)。下面對該系(xi)統(tong)的工作(zuo)原理(li)及(ji)設計(ji)思想作(zuo)以(yi)介紹。

　　二、電子細(xi)分與判(pan)向電路

　　KA300光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺的(de)(de)實質(zhi)是以光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距為一(yi)把標準(zhun)尺子(zi)對(dui)(dui)位(wei)稱量進(jin)(jin)行測量。目前高分(fen)(fen)辨率的(de)(de)KA300光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺一(yi)般造價較貴，且制造困(kun)難(nan)。為了(le)提高系(xi)統(tong)(tong)分(fen)(fen)辨率，需要對(dui)(dui)莫(mo)爾條(tiao)(tiao)紋(wen)進(jin)(jin)行細分(fen)(fen)，本系(xi)統(tong)(tong)采用了(le)電(dian)子(zi)細分(fen)(fen)方法。當兩塊光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)以微小傾角(jiao)重疊(die)時，在與光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)刻線大致垂直的(de)(de)方向上(shang)就會產(chan)生莫(mo)爾條(tiao)(tiao)紋(wen)，隨(sui)著光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)的(de)(de)移動，莫(mo)爾條(tiao)(tiao)紋(wen)也隨(sui)之上(shang)下(xia)移動。這樣就把對(dui)(dui)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距的(de)(de)測量轉(zhuan)換為對(dui)(dui)莫(mo)爾條(tiao)(tiao)紋(wen)個數的(de)(de)測量，同量莫(mo)爾條(tiao)(tiao)紋(wen)又具有光(guang)(guang)(guang)學放(fang)大作用，其放(fang)大倍數為 ：

　　（1）

　　式中：W為莫爾條紋寬(kuan)度；d為光柵柵距(ju)（節距(ju)）；θ為兩塊光柵的(de)夾(jia)角(jiao)，rad

　　在(zai)一(yi)(yi)個(ge)莫爾條紋寬度內(nei)，按照一(yi)(yi)定(ding)間隔(ge)放(fang)置4個(ge)光電器(qi)件(jian)就能(neng)實現電子細分(fen)(fen)(fen)與(yu)羊向功能(neng)。本系統采(cai)用的(de)KA300光柵尺柵線(xian)為(wei)50線(xian)對(dui)/mm，其(qi)光柵柵距為(wei)0.02mm，若采(cai)用四細分(fen)(fen)(fen)后(hou)便可得(de)(de)到(dao)分(fen)(fen)(fen)辨率為(wei)5μm的(de)計數(shu)脈沖，這在(zai)一(yi)(yi)般(ban)工(gong)業(ye)測控中已達到(dao)了很(hen)高精度。由(you)(you)于位移是一(yi)(yi)個(ge)矢(shi)量(liang)，即要檢測其(qi)大(da)小(xiao)，又要檢測其(qi)方向，因此至少需(xu)要兩(liang)(liang)路(lu)(lu)(lu)相(xiang)(xiang)位不同的(de)光電信號(hao)(hao)。為(wei)了消除共模干擾、直流分(fen)(fen)(fen)量(liang)和偶次諧波，我(wo)們(men)采(cai)用了由(you)(you)低漂移運放(fang)構成(cheng)(cheng)的(de)差分(fen)(fen)(fen)放(fang)大(da)器(qi)。由(you)(you)4個(ge)滏電器(qi)件(jian)獲得(de)(de)的(de)4路(lu)(lu)(lu)光電信號(hao)(hao)分(fen)(fen)(fen)別送到(dao)2只差分(fen)(fen)(fen)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)(shu)入端，從(cong)差分(fen)(fen)(fen)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)(shu)出的(de)兩(liang)(liang)路(lu)(lu)(lu)信號(hao)(hao)其(qi)相(xiang)(xiang)位差為(wei)π/2，為(wei)得(de)(de)到(dao)判向和計數(shu)脈沖，需(xu)對(dui)這兩(liang)(liang)路(lu)(lu)(lu)信號(hao)(hao)進行(xing)整(zheng)形(xing)，首先把它們(men)整(zheng)形(xing)為(wei)占空比為(wei)1：1的(de)方波，經由(you)(you)兩(liang)(liang)個(ge)與(yu)或非門(men)74LS54芯(xin)片組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)四細分(fen)(fen)(fen)判向電路(lu)(lu)(lu)輸(shu)(shu)入可逆計數(shu)器(qi)，zui后(hou)送入由(you)(you)8031組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)單片機系統中進行(xing)處理(li)。

　　三、單片機(ji)與接口電路(lu)

　　為(wei)(wei)實(shi)現(xian)可逆(ni)計數(shu)(shu)和(he)提(ti)高(gao)測(ce)量速度，系統采用了193可逆(ni)計數(shu)(shu)器(qi)。假設(she)工(gong)作平臺運行速度為(wei)(wei)v，光柵傳感器(qi)柵距為(wei)(wei)d，細分(fen)數(shu)(shu)為(wei)(wei)N，則計數(shu)(shu)脈沖的頻率為(wei)(wei)：

　　（2）

　　若(ruo)v=1m/s,d=20μm,N=20，則f=1MHz，對(dui)(dui)應計數時間(jian)間(jian)隔為1，顯然(ran)對(dui)(dui)于8031單片機系統的(de)響(xiang)應為2μs是不能(neng)勝任的(de)。經可逆(ni)計數器分頻后，可大(da)大(da)地提高測量速度。

　　由(you)于193是4位二進制輸(shu)出，為與單(dan)片機接口，把兩(liang)片193采用了級(ji)聯的(de)(de)方式(shi)，這樣zui多可計255個(ge)(ge)脈(mo)(mo)沖，若再(zai)來脈(mo)(mo)沖，進位端或(huo)借位端將輸(shu)出一個(ge)(ge)脈(mo)(mo)沖送(song)到單(dan)片機T0、T1端計數，保(bao)證送(song)到8031的(de)(de)信號不(bu)丟失。

　　本系統長度zui大可測(ce)幾米（由光柵實(shi)際長度決定(ding)），zui小分辨率為(wei)μm級，需(xu)要7個(ge)顯(xian)示(shi)數據。正向運行時(shi)(shi)不顯(xian)示(shi)符(fu)(fu)號，反向運行時(shi)(shi)需(xu)顯(xian)示(shi)"-"號，所以連同符(fu)(fu)號位，共(gong)需(xu)8個(ge)顯(xian)示(shi)塊(kuai)。為(wei)了符(fu)(fu)全人(ren)們應(ying)用習慣，顯(xian)示(shi)塊(kuai)選用共(gong)陰極LED。

　　為(wei)(wei)實現測量系(xi)統的智能化，設(she)(she)置(zhi)了(le)一(yi)個2×8方(fang)(fang)式(shi)鍵(jian)盤矩陣，其中包括0～9共10個數字鍵(jian)和6個功(gong)能鍵(jian)：L/A長度/角度轉(zhuan)(zhuan)稱功(gong)能鍵(jian)；+/-符號(hao)轉(zhuan)(zhuan)換功(gong)能鍵(jian)；ΔT溫度誤差(cha)修正功(gong)能鍵(jian)；EXE執行鍵(jian)；ENT預置(zhi)鍵(jian)CE（清零鍵(jian)）。鍵(jian)盤、顯示(shi)(shi)器與單片(pian)機(ji)之間通過一(yi)個接口芯片(pian)8155來連(lian)接。其中，8155的PA口設(she)(she)置(zhi)轔基(ji)本輸(shu)出(chu)方(fang)(fang)式(shi)，作(zuo)為(wei)(wei)8位(wei)LED顯示(shi)(shi)的段碼線；PB口設(she)(she)為(wei)(wei)輸(shu)出(chu)方(fang)(fang)式(shi)，作(zuo)為(wei)(wei)8位(wei)LED的位(wei)選(xuan)(xuan)線；PC口設(she)(she)為(wei)(wei)輸(shu)入(ru)方(fang)(fang)式(shi)，作(zuo)為(wei)(wei)鍵(jian)盤的行掃描線。PB口俠(xia)選(xuan)(xuan)線每次選(xuan)(xuan)通1位(wei)顯示(shi)(shi)，每次顯示(shi)(shi)1ms，由(you)于人眼視覺惰性(xing)，可產生(sheng)8位(wei)顯示(shi)(shi)塊同時顯示(shi)(shi)現象。

　　由(you)于從(cong)前置電路74LS54出來的(de)(de)(de)脈沖經過2片(pian)(pian)193分(fen)頻后，直(zhi)接(jie)進入(ru)(ru)8031的(de)(de)(de)僅為大(da)于255的(de)(de)(de)"大(da)"數，而小于255的(de)(de)(de)"小"數是(shi)由(you)兩片(pian)(pian)193輸出通過I/O接(jie)口(kou)(kou)輸入(ru)(ru)到8031內部(bu)處理(li)，這個I/O接(jie)口(kou)(kou)芯片(pian)(pian)是(shi)通過擴展一(yi)片(pian)(pian)8255實現的(de)(de)(de)。其(qi)中，8255PB口(kou)(kou)設為基本輸入(ru)(ru)方式，PB0-PB3作為1#193輸入(ru)(ru)，PB4～PB7作為2#193輸入(ru)(ru)。PA口(kou)(kou)、PC口(kou)(kou)的(de)(de)(de)低位設為輸出，作為系統并行BCD碼輸出。由(you)于8031單片(pian)(pian)機無內ROM，應外擴展一(yi)片(pian)(pian)2732（4k EPROM）。只用PSEN片(pian)(pian)選(xuan)，不(bu)必增加地(di)址譯(yi)碼。為鎖存8031P0口(kou)(kou)輸入(ru)(ru)的(de)(de)(de)地(di)址信號，在8031和2732之(zhi)間需加一(yi)片(pian)(pian)74LS373地(di)址鎖存器。

　　四、軟件設計

　　根據硬件(jian)電(dian)(dian)路和系統功能要求，我們設計了軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)程序，由于采(cai)用(yong)了溫度誤差(cha)修正(zheng)子程序，可使(shi)檢測(ce)(ce)的(de)精(jing)度得(de)到大大提高。光(guang)(guang)柵(zha)傳感器是光(guang)(guang)機(ji)電(dian)(dian)一(yi)體(ti)化(hua)(hua)結構，KA300光(guang)(guang)柵(zha)尺是由玻璃制做，外(wai)殼是由型鋁材(cai)料。當(dang)環(huan)境(jing)溫度變(bian)化(hua)(hua)時(shi)，必然會引(yin)起結構尺寸(cun)改(gai)變(bian)導致光(guang)(guang)柵(zha)柵(zha)距的(de)變(bian)化(hua)(hua)，帶來檢測(ce)(ce)誤差(cha)。設定環(huan)境(jing)溫度為20℃時(shi)為檢測(ce)(ce)標準(zhun)值(zhi)(zhi)，與標準(zhun)值(zhi)(zhi)比較測(ce)(ce)出溫度變(bian)化(hua)(hua)時(shi)帶來的(de)位移(yi)誤差(cha)值(zhi)(zhi)，KA300光(guang)(guang)柵(zha)尺即時(shi)測(ce)(ce)出位移(yi)誤差(cha)一(yi)溫度特殊性(xing)性(xing)曲線，由特性(xing)曲線擬合出誤差(cha)一(yi)溫度方(fang)程式，作為軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)溫度誤差(cha)修正(zheng)的(de)基礎。本系統軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)采(cai)用(yong)模(mo)塊化(hua)(hua)結構，軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)編制簡潔，緊湊(cou)合理。

　　五、結論

　　根據上述硬件電路和(he)軟件設計，經實驗測試，KA300光柵(zha)尺系(xi)統的測精度(du)(du)可優于±5μm，目前，我們研制的利用(yong)光柵(zha)傳感器(qi)進行長度(du)(du)、角度(du)(du)自(zi)動測量的智能(neng)儀(yi)表已形成系(xi)列產品，分辨率可從20μm到(dao)1μm，具有(you)性能(neng)穩定(ding)、抗(kang)干擾能(neng)力強、體積小、結構緊湊、成本低等優點，已成功地應用(yong)于機庫改造和(he)相關的光電尺寸與位(wei)置檢測系(xi)統中。

　　KA300光柵(zha)尺(chi)位(wei)移傳(chuan)感器的介紹

　　一、位移(yi)傳感器基本原理(li)

　　光(guang)柵(zha)KA300光(guang)柵(zha)尺位移傳感器的(de)(de)工作原理，是由一對(dui)光(guang)柵(zha)副(fu)中的(de)(de)主光(guang)柵(zha)（即標尺光(guang)柵(zha)）和副(fu)光(guang)柵(zha)（即指示(shi)光(guang)柵(zha)）進(jin)行(xing)相(xiang)對(dui)位移時(shi)，在光(guang)的(de)(de)干涉與衍射共(gong)同(tong)作用(yong)下產生黑白(bai)(bai)相(xiang)間（或(huo)明暗相(xiang)間）的(de)(de)規則條紋圖形(xing)，稱之為(wei)(wei)莫爾條紋。經過光(guang)電(dian)器件轉(zhuan)換(huan)使黑白(bai)(bai)（或(huo)明暗）相(xiang)同(tong)的(de)(de)條紋轉(zhuan)換(huan)成正弦波變化(hua)的(de)(de)電(dian)信(xin)號(hao)，再(zai)經過放大器放大，整形(xing)電(dian)路整形(xing)后，得到兩(liang)路相(xiang)差為(wei)(wei)90o的(de)(de)正弦波或(huo)方波，送入(ru)光(guang)柵(zha)數顯表計(ji)數顯示(shi)。

　　二(er)、KA300光柵尺移傳感器安裝方式(shi)

　　光柵KA300光柵尺(chi)線位移傳感器的安裝(zhuang)比較靈(ling)活，可安裝(zhuang)在(zai)鏜床的不同部位。

　　一般將主(zhu)尺(chi)(chi)安(an)裝在(zai)鏜(tang)(tang)床(chuang)(chuang)的工(gong)作(zuo)臺（滑板）上，隨鏜(tang)(tang)床(chuang)(chuang)走刀而動，讀(du)數(shu)頭(tou)固定在(zai)床(chuang)(chuang)身上，盡(jin)可(ke)能(neng)使讀(du)數(shu)頭(tou)安(an)裝在(zai)主(zhu)尺(chi)(chi)的下方。其安(an)裝方式(shi)的選擇必(bi)須(xu)注意切(qie)(qie)屑、切(qie)(qie)削(xue)液及油(you)液的濺(jian)落方向(xiang)。如果由于安(an)裝位置(zhi)(zhi)限(xian)制必(bi)須(xu)采用讀(du)數(shu)頭(tou)朝(chao)上的方式(shi)安(an)裝時，則必(bi)須(xu)增(zeng)加輔(fu)助密封裝置(zhi)(zhi)。另(ling)外，一般情況下，讀(du)數(shu)頭(tou)應(ying)盡(jin)量安(an)裝在(zai)相對(dui)鏜(tang)(tang)床(chuang)(chuang)靜(jing)止部(bu)件(jian)(jian)上，此時輸(shu)出導線不移動易固定，而尺(chi)(chi)身則應(ying)安(an)裝在(zai)相對(dui)鏜(tang)(tang)床(chuang)(chuang)運動的部(bu)件(jian)(jian)上（如滑板）。

　　1、KA300光(guang)柵尺位移傳感器安(an)裝(zhuang)基面(mian)

　　安(an)(an)裝線KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)位(wei)移傳感器時，不(bu)能(neng)直接將傳感器安(an)(an)裝在(zai)粗糙(cao)不(bu)平的(de)(de)鏜床身(shen)(shen)上，更不(bu)能(neng)安(an)(an)裝在(zai)打底(di)涂漆的(de)(de)鏜床身(shen)(shen)上。光柵(zha)主尺(chi)(chi)(chi)(chi)及讀(du)(du)數頭(tou)分別(bie)安(an)(an)裝在(zai)鏜床相對運動的(de)(de)兩個部(bu)件(jian)上。用千分表(biao)檢(jian)查鏜床工(gong)(gong)作臺的(de)(de)主尺(chi)(chi)(chi)(chi)安(an)(an)裝面(mian)與(yu)導軌運動的(de)(de)方向平行(xing)度(du)。千分表(biao)固(gu)定在(zai)床身(shen)(shen)上，移動工(gong)(gong)作臺，要求(qiu)達到平行(xing)度(du)為(wei)0.1mm/1000mm以內(nei)。如果不(bu)能(neng)達到這(zhe)個要求(qiu)，則需設(she)計加(jia)工(gong)(gong)一件(jian)KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)。基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)要求(qiu)做到：①應加(jia)一根與(yu)KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)尺(chi)(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)長度(du)相等的(de)(de)基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)（基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)長出KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)50mm左(zuo)右(you)）。②該基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)通過銑、磨(mo)工(gong)(gong)序加(jia)工(gong)(gong)，保證其(qi)平面(mian)平行(xing)度(du)0.1mm/1000mm以內(nei)。另外(wai)，還需加(jia)工(gong)(gong)一件(jian)與(yu)尺(chi)(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)等高的(de)(de)讀(du)(du)數頭(tou)基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)。讀(du)(du)數頭(tou)的(de)(de)基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)與(yu)尺(chi)(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)的(de)(de)基(ji)座(zuo)(zuo)(zuo)總共(gong)誤(wu)差不(bu)得大(da)于±0.2mm。安(an)(an)裝時，調(diao)整讀(du)(du)數頭(tou)位(wei)置，達到讀(du)(du)數頭(tou)與(yu)KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)尺(chi)(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)的(de)(de)平行(xing)度(du)為(wei)0.1mm左(zuo)右(you)，讀(du)(du)數頭(tou)與(yu)KA300光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)尺(chi)(chi)(chi)(chi)身(shen)(shen)之間的(de)(de)間距為(wei)1~1.5mm左(zuo)右(you)。

　　2、KA300光柵尺(chi)位移傳感器主尺(chi)安裝

　　將光(guang)柵主尺用M4螺釘上在(zai)鏜(tang)床安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)的工作(zuo)(zuo)臺(tai)安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)面上，但(dan)不要上緊，把千分表固定在(zai)床身(shen)上，移動(dong)工作(zuo)(zuo)臺(tai)（主尺與工作(zuo)(zuo)臺(tai)同時移動(dong)）。用千分表測(ce)量主尺平面與鏜(tang)床導軌(gui)運動(dong)方向的平行度(du)，調整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度(du)滿足0.1mm/1000mm以內時，把M2螺釘*上緊。在(zai)安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)光(guang)柵主尺時，應(ying)注意(yi)如下三點：

　　（1） 在裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)KA300光(guang)柵尺主(zhu)尺時，如安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)超過1.5M以上(shang)的光(guang)柵時，不能象橋(qiao)梁式只安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)兩端(duan)頭，尚需在整個(ge)主(zhu)尺尺身(shen)中有支撐。

　　（2） 在(zai)有基(ji)座(zuo)情況(kuang)下安裝好后，用一個卡子卡住尺身中點(dian)（或幾(ji)點(dian)）。

　　（3） 不能安裝卡子時(shi)，用玻璃膠粘住(zhu)KA300光(guang)柵尺身(shen)，使基尺與主(zhu)尺固定好(hao)。

　　3、位移傳感(gan)器(qi)讀數頭的安裝

　　在安(an)裝(zhuang)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)時，首(shou)先應(ying)保證(zheng)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)的基(ji)面達到(dao)安(an)裝(zhuang)要求，然后再安(an)裝(zhuang)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)，其(qi)安(an)裝(zhuang)方法與主尺相似。zui后調整(zheng)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)，使(shi)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)與光(guang)柵主尺平(ping)行度保證(zheng)在0.1mm之內，其(qi)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)與主尺的間(jian)隙(xi)控(kong)制在1~1.5mm