长周期不匀误差是指在整个光栅带工作长度内有一个或几个集中不匀区段,不匀区段长度和区段间的距离不严格呈规律分布。由几十根间距不匀栅线构成的光栅带放大照片,其与标准光栅干涉产生的莫尔条纹图像,可以看出不匀区的光栅莫尔条纹不仅出现明显锯齿状变化,而且莫尔条纹的宽度也发生了改变。
为了研究光栅长周期不匀误差对计数精度的影响,我们分别测试了两个光栅带样品。试验条件如下。
1)测试样品:1号样品是采用进口绞盘式照排机,在2400dpi分辨率下得到的R=180LPI照排光栅带;2号样品是用国产大幅面光绘机,在3000dpi分辨率下输出的R=176LPI光绘光栅带。
2)长度基准和显示仪表:长度基准用长1000mm、分辨率为5μm的封闭式玻璃光栅尺配ES-9光栅数显表。
3)测量传感器和计数器:Agilent公司条微递增直线,表明光栅栅距一致,误差很小。由于是增量计数,该直线说明光栅带标称分辨率欠准确。测试表明,2号样品光栅实际分辨率是176.5LPI,如果将这个数值代入计数误差公式并修正表1,得到的HEDS-9200#180光栅读数头,FJ-XD7PS计数器。测试数据和计数误差,表示当光栅尺从原点到所列长度时光栅读数头读取的增量脉冲个数,计数误差为Δc,是理论脉冲数,R是光栅带标称分辨率。2种类型光栅带计数误差对比结果。
可以看到照排光栅在整个量程内有两个误差跳变,观察发现跳变正好发生在长周期不匀区段,说明长周期不匀会造成光栅计数失效,这必然给位移检测带来很大误差。如果喷绘机使用存在长周期不匀的光栅带,将会造成脉冲丢失而停机或打印出的图像在不匀区段位置出现明显的错位失真。光绘光栅的误差曲线是一误差曲线将接近水平线,这说明光绘光栅可以做到很高的精度。
照排光栅的长周期不匀误差是由于照排机收片机构运动不均匀造成的,如收片滚轮打滑、收片盒随胶片的增加造成力矩不匀、机器的谐振或干扰等,误差大小取决于机器新旧和维护水平。
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