双光源光栅尺
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双光源光栅尺
技术领域
本发明涉及一种测量仪器，特别涉及一种光栅尺。
背景技术
现行的光栅尺光电接收方式通常有两种：第1种，如图1所示，每个接收器件（即接收管4）分别对应一个光源，所以多个接收器件就对应有多个光源（以下简称多光源）。 多光源的信号波形如图2所示（其中wt表示角位移量，U表示电压），0、90、180、270四路信号是接收器件接收到的原始信号，S、C信号分别由0和180、90和270信号合成，在现有的四光源设计方案中当四路原始信号中有一路减弱时就会使S（或C）信号的中间电平发生变化，从而使输出方波A（或B）占空比变化，影响光栅尺计数。 多光源方案主光栅2与指示光栅3之间的距离为d，由于光源1、指示光栅3、接收管4一一对应，所以指示光栅3上的四相排成一列，相与相之间的距离不必靠太近。 多光源的缺点是：当其中一个光源的发光强度发生变化时会影响整把光栅尺的输出信号。 第2种，如图3所示，多个接收器件（即接收管4）对应同一光源1（以下简称单光源）。 为使各个接收器件接收到的信号强度一致，单光源需要增加透镜5，由于需要增加透镜5且需要保证光源1、透镜5、接收管4三者间的距离，工艺难度增大，并且增加透镜后要求的空间位置增大。 如果单光源不增加透镜，而又要使各个接收器件接收到的信号强度一致的话，则需要采用特殊的本身带有透镜的光源，带有透镜的光源会增加单光源的成本。 单光源方案指示光栅3上的四相要尽量靠近，以便能完全在光源的有效发光区域，四相一般排列成一个矩形或菱形。 单光源的缺点是：采用更复杂的工艺，或使用特殊的光源。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供双光源光栅尺，其使用普通的不带透镜的光源，也不需额外增加透镜，整体机械结构简单，减少了光源老化引起的光栅尺质量问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：双光源光栅尺，包括尺身和光栅读数头，所述尺身包括主光栅，所述光栅读数头包括光源、指示光栅及接收管，指示光栅与主光栅平行，所述光源设有两个，每一个光源对应指示光栅的两相和两个接收管；两个光源与四个接收管分别设置在主光栅的两侧；在指示光栅的四相中，共用同一个光源的两相之间的距离，小于不共用同一个光源的两相之间的距离。
优选的，所述指示光栅与主光栅之间的间隙为0.02至0.08mm。
优选的，所述接收管与指示光栅之间的距离为3.0至6.0mm。
优选的，所述两个光源与主光栅之间的距离为1.0至4.0mm。
优选的，所述两个光源之间的距离设置为6.0至9.0mm。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明相对于多光源，双光源有效地避免了光源质量变化对光栅尺质量的影响；并且节省2个光源，可节省成本。
2、本发明相对于单光源，双光源不需要增加透镜，对空间的要求减少，同时也减少成本，减低工艺难度，提高了生产效率。
附图说明
图1是多光源方案的结构示意图；
图2是多光源的波形图；
图3是单光源方案的结构示意图；
图4是本发明双光源指示光栅示意图；
图5是本发明实施例1的结构示意图；
图6是本发明实施例2的结构示意图。
附图标号说明：1、光源；2、主光栅；3指示光栅；4接收管；5、透镜；11、第一光源；12、第二光源；41、第一接收管；42第二接受管；43、第三接收管；44、第四接收管；d1、指示光栅与主光栅之间的距离；d2、接收管与指示光栅之间的距离；d3、第一光源与第二光源之间的距离；d4、两个光源与主光栅之间的距离。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本发明方案采用两个接收反相信号的接收器件（即接收管）对应同一个光源，四相需要两个光源，因此称为双光源，并设计对应的双光源指示光栅如图4所示，具体如下：
在图4双光源指示光栅图中，第一圆圈为0和180相位的线纹区，第二圆圈为90和270相位的线纹区，使用时第一圆圈对应第一光源11，第二圆圈对应第二光源12。 在双光源设计方案中，0、180和90、270分别共用一个发光管，当其中一个发光管减弱时，对应的S（或C）信号的幅度减小，但是平均值不会变化，所以输出方波A和B不会变化，不会影响光栅尺计数。
本发明的实施方案，如图5，设有第一光源11和第二光源12，所述第一光源11和第二光源12之间的距离d3为6.0mm，第一光源11对应指示光栅3的0和180两相和两个接收管41和42；第二光源12对应指示光栅3的90和270两相和两个接受管43和44。 第一光源11和第二光源12位于主光栅2的一侧，第一光源11和第二光源12与主光栅2之间的距离d4为1.0mm；接收管4位于指示光栅3的一侧，接收管4与指示光栅3之间的距离d2为3.0mm；指示光栅3与主光栅2平行，两者之间的间隙d1为0.02mm。 在指示光栅3的四相中，共用同一个光源两相之间的距离，小于不共用同一个光源的两相之间的距离。
实施例2
本实施例2除下述技术特征之外，其它技术特征与实施例1一样：如图6所示，指示光栅3与主光栅2之间的距离d1为0.08mm；第一光源11和第二光源12与主光栅2之间的距离d4为4.0mm，第一光源11和第二光源12之间的距离d3为9.0mm，接收管4位于主光栅2的一侧，第一光源11和第二光源12位于指示光栅3的一侧，接收管4与指示光栅3之间的距离d2为6.0mm。 同样，当其中一个光源的光强度减弱时，对应的S（或C）信号的幅度减小，但是平均值不会变化，所以输出方波A和B不会变化，不会影响光栅尺计数。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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