專利名稱：高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光柵編碼器的圓光柵(以下稱動光柵)和指標(biāo)光柵(以下稱靜光柵)，特別是一種高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵。
背景技術(shù)：
光柵編碼器是一種增量式測量角度、角速度和角加速度的傳感器。有的場合，這種傳感器還要在轉(zhuǎn)動一周或轉(zhuǎn)動某一特定角度時輸出一個基準(zhǔn)零線信號。公知取信號的辦法是在組成這個光柵編碼器的動光柵和靜光柵的柵線區(qū)近鄰光刻上一條寬為一個光柵柵距的光縫，當(dāng)動靜光柵上的光縫對準(zhǔn)時，通過這對光縫的光就會出現(xiàn)一個光能量極限。如果動靜光柵上的光縫都是透光的，其它區(qū)不透光，則就有一個光能量峰值(本說明書以下均以此為例)；如果動光柵的光縫不透光，其它區(qū)透光，靜光柵的光縫透光，其它區(qū)不透光，則就有光能量谷值。這種光能量達到峰值或谷值的光照射到光電接收器上就可以使光電接收器輸出零線電信號。
這種一條光縫的基準(zhǔn)零線只適用于光柵柵距較大的場合。當(dāng)光柵柵距很小，小到只有1個光柵柵距寬的單光縫透過的光能量不能有效地驅(qū)動接收零線信號的光電接收器，不能使其輸出有用的電信號時，就要考慮增加光縫來增加信號的光能量，就用多縫。多縫基準(zhǔn)零線的每一條光縫都會通過光能量，當(dāng)動靜光柵對上的多縫基準(zhǔn)零線上的所有的光縫都對準(zhǔn)時，通過多縫的光能量的集合達到光能量極限。這時光電接收器接收到的達到光能量極限的光就是光信號，光電接收器這時就輸出有效的基準(zhǔn)零線電信號。這個位置，只有一個光柵柵距寬，仍然相當(dāng)于一個單光縫輸出信號的寬度。偏離這個位置時，個別的光縫對準(zhǔn)時，通過的光能引起的光電接收器輸出的電能為噪聲。公知信號是有用的，噪聲是有害的。而光電接收器的電輸出與動靜光柵的零線組掃瞄時通過光縫對的光能量成正比。因此要求光柵設(shè)計者設(shè)計出高信噪比的基準(zhǔn)零線，使得動靜光柵處在基準(zhǔn)零線信號位置時，信號光能量盡量高，偏離信號位置時，通過這對零線組的噪聲光能量盡可能低，也就是使不對稱多縫基準(zhǔn)零線的信噪比高。圖1是現(xiàn)有的光柵編碼器的光柵基準(zhǔn)零線方案示意圖，只有2C達到信噪比3，其余的都不到此值。2A是德國海登哈因(Heidenhain)公司的光柵零線方案，信噪比為2.71；2B是日本法納克(Fanuc)公司的光柵零線方案，信噪比為2.67；2C是日本納密控(Nemicon)公司的光柵零線方案，只適用于光柵柵距較大的場合(光縫少)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵，它的基準(zhǔn)零線信噪比高于3。
本實用新型的目的是通過以下措施來完成的高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵，其特征是它的基準(zhǔn)零線方案由多條寬為1個光柵柵距的光縫組成，光縫之間的間隔區(qū)和周邊區(qū)的透光性與光縫的透光性相反，所述基準(zhǔn)零線方案沒有對稱軸線。
柵線近鄰的基準(zhǔn)零線方案采用2A、2B、2C、2D、2E、2F或2G七種排列方式中的一種，其排列規(guī)律分別如下2A，W1W3W2W4W6W7W2W4W3W1W4W；2B，W1W3W2W4W6W7W2W4W3W1W；2C，W1W7W5W4W3W2W；2D，W1W3W2W4W6W2W；2E，W1W5W4W3W2W；2F，W1W3W4W2W；2G，W1W3W2W；其中，W代表寬為一個光柵柵距的光縫，數(shù)字表示單位為1個光柵柵距的間隔區(qū)及其寬度。
本實用新型的優(yōu)點使用本實用新型的光柵編碼器，精度高、頻帶寬、穩(wěn)定可靠。


圖1是現(xiàn)有的光柵編碼器的光柵基準(zhǔn)零線方案示意圖。
圖2是本實用新型的高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵基準(zhǔn)零線方案示意圖。
具體實施方式
以信號光能量為1，噪聲光能量應(yīng)為信號光能量的某一個分數(shù)或小數(shù)。本實用新型用多條寬為一個光柵柵距的光縫，按一定規(guī)律排列，參見圖2中2A、2B、2C、2D、2E、2F或2G，使得噪聲光能量小于信號光能量的三分之一，也就是信噪比高于3而達到高信噪比。由于這些光縫的排列沒有中間對稱軸，故為不對稱型。
圖2是本實用新型的高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵基準(zhǔn)零線方案示意圖。A區(qū)示出光柵區(qū)；2A區(qū)示出總寬為49個光柵柵距的12條光縫組成的信噪比為4的零線方案；2B區(qū)示出總寬為44個光柵柵距的11條光縫組成的信噪比為3.67的零線方案；2C區(qū)示出總寬為29個光柵柵距的7條光縫組成的信噪比為7的零線方案；2D區(qū)示出總寬為25個光柵柵距的7條光縫組成的信噪比為3.5的零線方案；2E區(qū)示出總寬為21個光柵柵距的6條光縫組成的信噪比為6的零線方案；2F區(qū)示出總寬為15個光柵柵距的5條光縫組成的信噪比為5的零線方案；2G區(qū)示出總寬為10個光柵柵距的4條光縫組成的信噪比為4的零線方案。這些不對稱排列的多縫基準(zhǔn)線方案均為高信噪比。
權(quán)利要求1.高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵，其特征是它的基準(zhǔn)零線方案由多條寬為1個光柵柵距的光縫組成，光縫之間的間隔區(qū)和周邊區(qū)的透光性與光縫的透光性相反，所述基準(zhǔn)零線方案沒有對稱軸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵，其特征是柵線近鄰的基準(zhǔn)零線方案采用2A、2B、2C、2D、2E、2F或2G七種排列方式中的一種，其排列規(guī)律分別如下2A，W1W3W2W4W6W7W2W4W3W1W4W；2B，W1W3W2W4W6W7W2W4W3W1W；2C，W1W7W5W4W3W2W；2D，W1W3W2W4W6W2W；2E，W1W5W4W3W2W；2F，W1W3W4W2W；2G，W1W3W2W；其中，W代表寬為一個光柵柵距的光縫，數(shù)字表示單位為1個光柵柵距的間隔區(qū)及其寬度。
專利摘要本實用新型提供一種高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵，它的基準(zhǔn)零線方案由多條寬為1個光柵柵距的光縫組成，光縫之間的間隔區(qū)和周邊區(qū)的透光性與光縫的透光性相反，所述基準(zhǔn)零線方案沒有對稱軸線。這些排列中的任何一種的信噪比高于3，即高信噪比。使用本實用新型高信噪比不對稱多縫基準(zhǔn)零線光柵的光柵編碼器精度高、頻帶寬。
文檔編號G02B5/18GK2650156SQ20032012040
公開日2004年10月20日 申請日期2003年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
發(fā)明者夏立新 申請人:夏立新