Omiń nawigację

Optyczne przetworniki położenia — słowniczek

Znajdź definicje terminologii technicznej związanej z przetwornikami optycznymi.

BŁĄD ABBEGO

Błąd Abbego występuje w wypadku zwielokrotnienia błędów kątowych w osi obrotowej o odległość od osi.

ABSOLUTNY

Położenie absolutne jest kompletne samo w sobie i definiuje się go niezależnie od innego położenia czy wartości. Występują trzy typy przetworników absolutnych: absolutne, pseudo-absolutne i absolutne z zasilaniem bateryjnym.

Absolutny

Położenie określone natychmiast po włączeniu

Brak podtrzymania bateryjnego

Bez konieczności przemieszczania

Pseudo-absolutny

Znany też jako przetwornik z zakodowaną odległością.

Przetwornik musi wykonać niewielkie przemieszczenie w celu określenia położenia absolutnego.

Na liniale przetwornika położenia znajdują się znaczniki odniesienia naniesione w unikatowych odległościach; gdy głowica przemieszcza się nad dwoma sąsiadującymi znacznikami, sterownik może obliczyć położenie absolutne na podstawie unikatowej odległości między nimi.

Absolutny z zasilaniem bateryjnym

Jest to przetwornik przyrostowy z funkcją znaczników odniesienia. W tym typie przetwornika bateria podtrzymuje jego zasilanie i pamięć położenia, dlatego też nie dochodzi do utraty położenia absolutnego, nawet po wyłączeniu zasilania systemu.

DOKŁADNOŚĆ

Oznacza, jak bardzo wartość zmierzona jest zbliżona do wartości poprawnej (rzeczywistej).

Nie należy jej mylić z rozdzielczością ani powtarzalnością.

Uwaga: termin precyzja jest często używany do opisania dokładności w rozmowach na tematy niezwiązane z techniką. W metrologii termin precyzja oznacza tak naprawdę powtarzalność.

ACI

Cyfrowy interfejs do przetworników ATOM; pozwala na uzyskanie współczynnika interpolacji do 2000.

AGC

Automatyczna regulacja wzmocnienia. Funkcja obróbki sygnału, która pozwala na utrzymanie amplitudy sygnału 1 Vpp.

SYGNAŁ ALARMU

W przetworniku przyrostowym to wyjście ma stan aktywny po wystąpieniu pewnych, niepożądanych warunków. Arkusz danych technicznych zawiera różne sygnały alarmowe dostępne dla każdej głowicy.

Poniżej przedstawiono warunki alarmowe:

  • Niski poziom sygnału (wszystkie głowice mają funkcję błędu niskiego poziomu sygnału)
  • Wysoki poziom sygnału
  • Nadmierna szybkość
  • Nadmierny offset Lissajous

Alarm może być wyzwalany z linii (jednostronnie lub różnicowo) lub 3-stanowy (zwany trójstanowym).

Przetwornik RESOLUTE generuje alarm, gdy nie może poprawnie określić położenia absolutnego.

ANALOGOWY

Bezstopniowa wielkość fizyczna.

Jeśli chodzi o przetworniki, termin „analogowy” odnosi się do sygnałów 1 Vpp lub 11 µA, które są interpolowane przez sterownik serwonapędu.

Uwaga: w pisowni amerykańskiej to słowo brzmi analogowy. Taki zapis jest często preferowany w branży komputerowej.

POMIAR KĄTOWY

Pomiar wartości kąta.

Wykonuje się go za pomocą liniału przetwornika, jak np. pierścień czy dysk. Pomiar łuku częściowego można wykonać poprzez owinięcie kawałka taśmowego liniału liniowego na walcu.

ROZDZIELCZOŚĆ KĄTOWA

Rozdzielczość przetwornika położenia po zamianie na jednostki kątowe.

Na przykład rozdzielczość liniowa 1 nm na pierścieniu 200 mm odpowiada 0,0020625 sekundy łukowej.

Do często używanych jednostek rozdzielczości kątowej należą:

  • stopnie
  • sekundy łukowe
  • minuty łukowe
  • mikroradiany
  • grady (1 grad = 1/400 pełnego obrotu = 9/10 stopnia)
  • milicale (1 milical = 1/6400 pełnego obrotu)

PRZETWORNIK KĄTOWY

Przetwornik służący do pomiaru kąta. Zwany także „przetwornikiem położenia kątowego”.

Termin przetwornik obrotowy opisuje wszystkie przetworniki służące do pomiaru kąta. Przetworniki położenia kątowego są definiowane jako przyrządy o dokładności powyżej ±5 sekund łukowych i podziałce powyżej 10000, Przetworniki obrotowe mają parametry, które są poza tą kategorią.

AOC

Automatyczna kontrola offsetu. Funkcja obróbki sygnału, która niezależnie dostosowuje offset w celu wyprowadzenia sygnału sinusoidalnego i kosinusoidalnego. Oznacza to, że kształt wyjściowy Lissajous jest okrągły, a nie owalny.

SEKUNDA ŁUKOWA

1 sekunda łukowa to 1/3600 stopnia.

Dlatego też:

1 stopień = 60 minut łukowych = 3600 sekund łukowych.

ATOM™

Rodzina miniaturowych, bezdotykowych, optycznych, przyrostowych przetworników położenia firmy Renishaw charakteryzująca się zaawansowaną odpornością na zanieczyszczenia, stabilnością sygnału i niezawodnością. ATOM to najmniejszy na świecie przetwornik z filtrującym układem optycznym, w którym zastosowano funkcje automatycznej regulacji wzmocnienia (AGC) i automatycznej kontroli offsetów (AOC) (występują także w serii miniaturowych przetworników TONiC™) w celu zapewnienia doskonałych właściwości metrologicznych i wiodącej w swojej klasie dokładności.

Głowica ATOM pracuje z szybkością do 20 m/s i rozdzielczością do 1 nm. Dostępne liniały: taśmowe ze stali nierdzewnej i szkła oraz szklane dyski kątowe RCDM o średnicach od 17 mm do 108 mm; każdy z nich może mieć podziałkę skali 40 µm lub 20 µm.

WIELKOŚĆ ODSTĘPU

Wielkość odstępu definiuje odległość między znacznikami odniesienia z zakodowaną odległością.

Znaczniki odniesienia z zakodowaną odległością są dostępne w różnych formatach, przy czym najbardziej znanym jest metoda odstępu. Polega ona umieszczeniu znaczników odniesienia w stałej odległości (odstęp), zaś trzeci znacznik odniesienia znajduje się między nimi w unikatowej odległości.

KALIBRACJA

1) W celu określenia, sprawdzenia lub skorygowania dokładności systemu pomiarowego.

W terminologii przetworników oznacza to porównanie położenia zgłaszanego przez przetwornik z laserem, przyrządem lub innym znanym wzorcem.

2) W celu ustawienia poziomu sygnału przyrostowego i uzgodnienia fazy znacznika odniesienia w przetworniku TONiC, SiGNUM lub ATOM.

CZĘSTOTLIWOŚĆ ZEGARA

Ten termin odnosi się często do częstotliwości zegara na wejściu układu elektronicznego (zwykle napędu lub sterownika).

W każdym cyklu zegara układ elektroniczny sprawdza, czy nie wystąpiła zmiana stanu na układzie wejściowym. Jeśli występuje zmiana stanu, wartość licznika jest zwiększana lub zmniejszana.

Jeśli wyjście przetwornika położenia jest szybsze od zegara w wejściowym układzie elektronicznym, 2 stany mogą zmienić się w 1 cyklu, co spowoduje błędny stan dekodera kwadraturowego.

Należy pamiętać, że na wejściu czasami znajdują się filtry cyfrowe. Służą one do usuwania zakłóceń, ale przyczyniają się też do zmniejszenia skutecznej częstotliwości zegara układów elektronicznych.

WYJŚCIE TAKTOWANE

Wszystkie przetworniki TONiC, SiGNUM i ATOM oraz ich wersje w wysokiej rozdzielczości RG2/RG4 mają taktowane wyjścia cyfrowe. Oznacza to, że interpolator sprawdza stan Lissajous i w razie potrzeby zmienia stan wyjścia raz na cykl zegara.

Dostępne są różne częstotliwości zegara. Arkusze danych technicznych zawierają zalecenia dotyczące częstotliwości zegara podłączonych układów elektronicznych, łącznie z wartościami skręcenia kabli prowadzących do układów liniowych itp. Na przykład interfejs TONiC o częstotliwości 20 MHz ma zegar wewnętrzny o częstotliwości 16 MHz.

Należy pamiętać, że termin ponowne taktowanie oznacza zupełnie coś innego.

SZYBKOŚĆ ZEGARA

Innym termin określający częstotliwość zegara.

GŁOWICA Z NIEOSŁONIĘTYMI, MINIATUROWYMI ELEMENTAMI SKŁADOWYMI

Głowica z nieosłoniętymi, miniaturowymi elementami składowymi jest przeznaczona do wbudowania w produkt OEM. Często charakteryzują się zmniejszoną obudową oraz obwodem interfejsu w porównaniu z kompletną i w pełni szczelną głowicą konwencjonalną. Głowice z nieosłoniętymi, miniaturowymi elementami składowymi wymagają większego nakładu prac technicznych od klienta, jak np. dodatkowej obudowy, zaś interpolacja jest przeprowadzana zewnętrznie.

RGH34 i RoLin to głowice z nieosłoniętymi, miniaturowymi elementami składowymi.

STEROWNIK

Główny element urządzenia, który steruje ruchem i innymi operacjami.

Dostępne są różne sterowniki. Wiele z nich to urządzenia uniwersalne, ale niektóre są przeznaczone do wykonywania określonych zadań:

Sterowniki CNC są optymalizowane pod względem wykonywania zadań związanych z obrabiarkami. Wiele sterowników zawiera złożone algorytmy sterowania, które poprawiają dokładność obrabiarki.

Systemy modułowe, jak np. UMAC firmy Delta Tau, można rozbudowywać za pomocą kart rozszerzeń w celu spełnienia dokładnych wymogów klienta.

Termin „sterownik” jest często używany w znaczeniu ogólnym; czasami niepoprawnie opisuje wzmacniacz serwonapędu.

CTE

Współczynnik rozszerzalności termicznej

Ten współczynnik opisuje sposób rozszerzania się materiału w kierunku liniowym przy wzroście temperatury. Zwykle wyraża się go w µm/m/°C lub ppm/°K.

Należy pamiętać, że jest to bardzo złożony temat. Na przykład materiały mają różne wartości współczynnika rozszerzalności termicznej w różnych temperaturach, dlatego podawana wartość jest zwykle ograniczona do zakresu temperatur w okolicy 20°C.

BŁĄD CYKLICZNY

Błąd cykliczny to inne określenie błędu podpodziałowego.

BAZA WYMIAROWA

Termin baza wymiarowa może oznaczać kilka różnych rzeczy:

  • Znacznik odniesienia
  • Położenie, w którym liniał o niezależnym współczynniku rozszerzalności (np. RTLC) jest przymocowany do podłoża.
  • Zdefiniowane położenie zerowe na liniale lub obrabiarce
  • Wzorzec kalibracji

CYFROWY

Sygnały lub informacje, które przyjmują tylko 2 wyznaczone stany: wysoki lub niski.

W wypadku przetworników „cyfrowy” oznacza wyjścia przetwornika położenia. Sygnały są organizowane w kwadratury, co opisano w arkuszach danych technicznych firmy Renishaw.

Według niektórych sygnały cyfrowe są bardziej odporne na zakłócenia niż sygnały analogowe, ponieważ zakłócenia poziomu sygnału znikają po odebraniu sygnału. Inni z kolei mówią, że sygnały analogowe mają niższą częstotliwość, dlatego też można zastosować więcej funkcji filtrowania.

Należy pamiętać, że wadą przetworników cyfrowych jest to, że są one kompromisem między szybkością a rozdzielczością.

ODPORNOŚĆ NA ZANIECZYSZCZENIA

Zdolność kontynuowania odczytu położenia przez przetwornik w zabrudzonym miejscu.

Odporność na zanieczyszczenia ma 2 źródła: układ optyczny i układy elektroniczne automatycznej regulacji wzmocnienia.

W przetwornikach przyrostowych firmy Renishaw zastosowano filtrujący układ optyczny, który dostrojono tylko do 1 okresu, tj. okresu liniału. Pył i zanieczyszczenia mają zawsze inny okres, dlatego też są odrzucane przez przetwornik położenia. Co najważniejsze, sygnały Lissajous nie podlegają offsetowi w wyniku zanieczyszczeń.

Funkcja automatycznej regulacji wzmocnienia w elektroniczny sposób zwiększa lub zmniejsza poziom sygnału, aby zapewnić najspójniejszy sygnał Lissajous.

ZAKODOWANA ODLEGŁOŚĆ

Znaczniki odniesienia z zakodowaną odległością są naniesione w unikatowych odległościach na liniale; gdy głowica przemieszcza się nad dwoma sąsiadującymi znacznikami, sterownik może obliczyć położenie absolutne na podstawie unikatowej odległości między nimi.

INTEGRACJA ELEKTRYCZNA

Integracja elektryczna opisuje podłączenie przetwornika położenia do dalszych układów elektronicznych. Obejmuje to zasilanie, uziemienie/ekranowanie i sygnały.

Należy sprawdzić, czy wyjścia przetwornika są zgodne z wejściami dalszych układów elektronicznych.

Nieprawidłowe uziemienie/ekranowanie jest najczęstszą przyczyną problemów z przetwornikami położenia. Zwarcia lub nadmierne zakłócenia między potencjałem 0 V a uziemieniem są często przyczyną problemów związanych z zakłóceniami, nieprawidłowym zliczaniem czy zamaskowanymi znacznikami odniesienia.

Należy upewnić się, że wydajność źródła zasilania odpowiada wymaganiom przetwornika położenia. Nie wolno zapomnieć o spadkach napięcia na kablach!

ODPORNOŚĆ NA ZAKŁÓCENIA ELEKTRYCZNE

Zdolność kontynuowania odczytu położenia przez przetwornik w miejscach narażonych na zakłócenia elektryczne.

Przetworniki mogą podlegać różnym zakłóceniom elektrycznym:

  • Zakłócenia elektromagnetyczne mogą być indukowane lub sprzężone w kablu lub głowicy
  • W zasilaniu o napięciu 5 V często występują zakłócenia
  • Zakłóceni mogą również występować w obwodzie uziemienia maszyny

Staranne projektowanie układów elektronicznych przetwornika położenia pozwala na usunięcie niepożądanych efektów tych źródeł zakłóceń.

ŚRODOWISKO EMI

EMI — zakłócenia elektromagnetyczne

Są to zakłócenia, które występują w pobliżu przetwornika położenia.

Zakłócenia elektromagnetyczne są często generowane w następujących sytuacjach:

  • Szybkozmienne prądy w kablach silników
  • Na słabych połączeniach, które iskrzą
  • Przez słabo ekranowane przełączniki lub styczniki
  • Na słabych połączeniach uziemienia lub przez wadliwe zasilacze
  • Spawanie, obróbkę elektroiskrową lub inne operacje zakłócające, które są wykonywane w pobliżu maszyny

PRZETWORNIK

Mówiąc ogólnie, przetwornik to urządzenie lub proces, który zamienia dane w jednym formacie na drugi.

W wypadku pomiarów położenia, przetwornik to urządzenie, które mierzy położenie i przekazuje te dane w formacie nadającym się dla napędu lub sterownika.

EVOLUTE™

EVOLUTE to bezdotykowy, optyczny przetwornik położenia z okresem skali 50 µm, charakteryzujący się doskonałą tolerancją instalacyjną i większą odpornością na zabrudzenia w zastosowaniach wymagających nie tylko najwyższej integralności roboczej, ale w których szybka instalacja ma kluczowe znaczenie. Rozdzielczość do 50 nm wraz z niskim błędem cyklicznym (SDE) i rozstrojeniem położenia wraz z najnowocześniejszą konstrukcją optyczną i szybkim przetwarzaniem sygnału sprawiają, że przetwornik położenia EVOLUTE charakteryzuje się wydajnością, która spełnia wymogi najbardziej wymagających zastosowań OEM.

FASTRACK™

FASTRACK to opatentowany system mocowania liniałów, którego używa się wraz z liniałami RTLC lub RTLA.

W odróżnieniu od innych systemów torów, FASTRACK jest wykonany z twardej stali nierdzewnej, która jest o wiele bardziej odporna na przypadkowe uszkodzenie, niż elementy wytłaczane z miękkiego aluminium. System FASTRACK jest też szybki i łatwy do zainstalowania.

Systemy torów mają wiele zalet:

  • Pozwalają na łatwą wymianę liniału w miejscu instalacji
  • Pozwalają na wydłużanie/skracanie liniału zależnie od jego współczynnika rozszerzalności termicznej, niezależnie od podłoża
  • Umożliwiają tymczasowe zdjęcie długich liniałów z dużych obrabiarek po ich demontażu na czas transportu

FILTROWANIE

Filtrowanie polega na odrzuceniu sygnałów, drgań lub promieniowania pewnych częstotliwości przy jednoczesnym przepuszczeniu innych.

W wypadku przetworników położenia filtrowania używa się często w następujących sytuacjach:

  • Filtrujący układ optyczny odrzuca częstotliwości inne niż okres skali
  • Filtrowanie sygnałów elektrycznych pomaga w usunięciu zakłóceń i rozstrojenia
  • Filtrowanie układu zasilania pomaga w usunięciu składowych zakłóceń, dzięki czemu system pracuje bardziej stabilnie i niezawodnie

LUŹNY PRZEWÓD POŁĄCZENIOWY

Kabel, który jest dostarczany jako niezakończony, z odsłoniętymi żyłami. Dzięki temu klient może dobrać preferowaną wtyczkę.

FPC

Elastyczny obwód drukowany

Jest to płaski, elastyczny kabel, którego używa się z niewielkimi wtyczkami niewymagającymi siły przy podłączaniu. Kable FPC charakteryzują się bardzo małymi siłami zginania, ale ich trwałość jest zwykle o wiele niższa niż standardowych kabli, dlatego też nie zaleca się używania kabli FPC do zastosowań dynamicznych. Kable FPC są także dostępne z ekranowaniem.

FPD

Płaski wyświetlacz

UZIEMIENIE

Obwód, który łączy maszynę z ziemią. Znany też jako obwód uziemiający.

Należy pamiętać, że uziemienie jest ważną częścią integracji elektrycznej przetwornika: nieprawidłowe uziemienie, jak np. zwarcia lub nadmierne zakłócenia między potencjałem 0 V a uziemieniem są często przyczyną problemów związanych z przetwornikami.

HISTEREZA

Histereza to opóźnienie czasowe odpowiedzi po zmianie stanu na wejściach, które wywołują tę odpowiedź.

Poniżej przedstawiono przykłady histerezy w zastosowaniach przetworników:

  • Gdy liniał przetwornika jest umocowany w torze na podłożu, podłoże podlega cyklom rozszerzalności termicznej o współczynniku innym niż liniał, a tarcie w systemie mocowania sprawia, że końce liniału będą znajdować się w nieznacznie zmiennych położeniach.
  • Histereza elektryczna głowicy oznacza, że wskazane położenie wystąpi w nieznacznie innym miejscu w kierunku zgodnym i odwrotnym.
  • Przetworniki zabudowane wykazują zawsze nieznaczną przerwę w kierunku odwrotnym. To zjawisko jest znane jako błąd nawrotu.

PRZYROSTOWY

Położenie absolutne jest kompletne samo w sobie i definiuje się go niezależnie od innego położenia czy wartości. Występują trzy typy przetworników absolutnych: absolutne, pseudo-absolutne i absolutne z zasilaniem bateryjnym.

Przetwornik przyrostowy jest urządzeniem, które wyprowadza sygnały wskazujące tylko ruch względny — położenie absolutne osi może być określone wyłącznie przez napęd lub sterownik, który łączy położenie względne ze znanym położeniem odniesienia, jak np. sygnał ze znacznika odniesienia.

Przetworniki przyrostowe nie mają możliwości zgłaszania położenia absolutnego po włączeniu zasilania — przed obliczeniem położenia absolutnego muszą odczytać znacznik odniesienia. Sygnały położenia przyrostowego mogą być zliczane w obu kierunkach poprzez odpowiednio zwiększanie lub zmniejszanie danych położenia względnego.

STANDARD W BRANŻY METROLOGICZNEJ

Standard w branży metrologicznej odnosi się do pewnych specyfikacji, które są wspólne w branży.

Na przykład napięciowe sygnały analogowe powinny mieć amplitudę 1 Vpp (wartości międzyszczytowej), co jest uznanym standardem w branży metrologicznej. Sygnały cyfrowe powinny być zgodne ze standardem RS422.

Należy pamiętać, że standardy w branży metrologicznej odnoszą się do specyfikacji, ale nie definiują jakości. Możliwa jest sytuacja, w której dwa przetworniki są zgodne ze standardami w branży metrologicznej pod względem wielkości sygnału, ale parametry jednego z nich znacząco przewyższają parametry drugiego.

INTERFEJS

Urządzenie elektroniczne, które przetwarza sygnały lub wykonuje pewne operacje.

Szeregowe protokoły komunikacyjne, jak np. BiSS lub DRIVE-CLiQ, są często opisywane jako interfejs, tj. połączenie miedzy dwoma częściami.

INTERPOLATOR

Urządzenie, które zamienia sygnały analogowe na cyfrowe.

W wypadku przetworników położenia interpolatorów używa się często do zamiany sinusoidalnego i kosinusoidalnego sygnału analogowego z przetwornika przyrostowego na cyfrową reprezentację tychże sygnałów.

Na rynku jest dostępnych wiele interpolatorów o różnych szybkościach i jakości.

IN-TRAC™

IN-TRAC to nazwa optycznego znacznika odniesienia znajdującego się na liniałach Renishaw; jest on bezpośrednio wbudowane w podziałkę przyrostową (znaki na liniale).

Znaczniki odniesienia IN-TRAC są też o wiele bardziej odporne utratę uzgodnienia fazy w poziomie w stosunku do znaczników, które są umieszczone wzdłuż podziałki przyrostowej.

INVAR®

Inwar to stop niklu i żelaza, który ma niski współczynnik rozszerzalności termicznej równy ok. 1,2 ppm/°C.

Firma Renishaw dostarcza liniał przetwornika ze stopu o nazwie ZeroMet™ będący odmianą inwaru, która została wybrana ze względu na wyjątkowo wysoką stabilność.

STOPIEŃ OCHRONY

Stopień ochrony, znany też jako międzynarodowy stopień ochrony. Definiuje szczelność obudowy urządzenia elektrycznego.

Stopień ochrony składa się z dwóch cyfr: pierwsza cyfra oznacza ochronę przed pyłem, a druga — przed wodą. Na przykład IP64 oznacza ochronę stopnia 6 przed pyłem i ochronę stopnia 4 przed wodą.

Stopnie ochrony są zdefiniowane w międzynarodowej normie IEC 60529.

NEMA publikuje klasyfikację stopnia ochrony, która jest podobna do normy IEC, ale ma inny system numeracji. Normy NEMA uwzględniają także odporność na korozję i starzenie się uszczelki.

SZUM (ROZSTROJENIE)

Wielkość szumu położenia wyprowadzanego z nieruchomego przetwornika.

Choć wartość jest standardowo podawana jako wielkość średniokwadratowa (RMS), jest wiele metod pomiaru szumu położenia; ważnym czynnikiem jest pasmo pomiaru.

Przetworniki o niskim szumie (rozstrojeniu) lepiej trzymają położenie i generują mniej ciepła w silnikach liniowych. Zapewniają też płynniejsze sterowanie prędkością przy niższych jej wartościach.

dioda LED

Dioda świetlna

WSKAŹNIKI LED

Kolorowe diody LED, które wskazują poziom sygnału, uzgodnienie fazy znacznika odniesienia, stan CAL/AGC, a także wiele innych stanów lub sygnałów diagnostycznych.

OGRANICZNIKI

Wyjścia przetwornika, które wskazują dojście głowicy do końca przemieszczenia.

Pojedyncze ograniczniki mają jeden sygnał wskazujący dojście głowicy do końca przemieszczenia. Sterownik lub napęd nie rozróżnia osiągniętego końca przemieszczenia.

Podwójne ograniczniki mają dwa różne sygnały zależnie od osiągniętego końca przemieszczenia; w przetwornikach firmy Renishaw są one znane jako koniec przemieszczenia „P” lub „Q”.

LINIOWY

Ruch lub kształt linii prostej

LISSAJOUS

Sposób wyświetlania sygnałów sinusoidalnych i kosinusoidalnych w postaci kołowej.

Gdy sygnały wyjściowe przetwornika są wyświetlane w ten sposób, można łatwo określić wiele cech pracy przetwornika, jak np. poziom sygnału i jego jakość.

MIKRON

Jednostka długości.

1 mikrometr = 0,001 milimetra = 1000 nanometrów

Symbolem mikrometra jest µm.

MHz

Megaherc, jednostka częstotliwości.

1 MHz = 1 milion cykli na sekundę

NANOMETR

Jednostka długości.

1 nanometr = 0,001 mikrometra = 1000 pikometrów

Nanometr odpowiada w przybliżeniu długości 10 atomów węgla.

PUNKT WĘZŁOWY

Indeksowa siatka dyfrakcyjna w głowicy działa podobnie do soczewki obiektywu, zaś punkt węzłowy jest położeniem, w którym powstają prążki interferencyjne wykrywane przez głowicę; jeśli liniał (lub głowica) obracają się wokół tego punktu, wtedy prążki na fotodetektorze są nieruchome.

Wiele skal przetworników jest zamocowanych na nierównych lub pofałdowanych powierzchniach, co prowadzi do powstania błędów pomiarowych. Przetworniki firmy Renishaw, jak np. ATOM, mają punkt węzłowy na powierzchni liniału, dlatego też liniał można pochylać bez wprowadzania błędu falowania skali.

W wielu innych typach głowic skala działa jako indeksowa siatka dyfrakcyjna i punkt węzłowy znajduje się nad powierzchnią skali. W tym wypadku wszelkie pofałdowania skali spowodują poruszanie się prążków przez fotodetektor, a to z kolei doprowadzi do odczytania fałszywego położenia.

SZUM

Niepożądane zakłócenie w obwodzie, które zmniejsza jakość użytecznych danych w sygnale.

NOMENKLATURA

Struktura systemu numerowania części (numerów katalogowych). Mówiąc prosto, struktura nazwy.

BEZDOTYKOWY

Przetwornik, którego głowica nie styka się z liniałem. Przez niektóre firmy nazywany jako odsłonięty.

OPTYCZNY

Są to takie przetworniki, w których do pomiaru położenia używa się światła.

WYJŚCIOWY

Sygnały emitowane przez głowicę przetwornika podczas pomiaru.

Płytka obwodów drukowanych

Płytka obwodu drukowanego (PCB)

PODZIAŁKA

Odległość między dwoma sąsiadującymi znacznikami na skali przetwornika. W skali o podziałce 20 mikronów występuje ciemna linia i szerokości 10 mikronów i jasna linia o szerokości 10 mikronów.

Określana czasem jako okres skali.

PRECYZJA

Patrz powtarzalność.

QUANTiC™

W przetwornikach QUANTiC zastosowano filtrujący układ optyczny i funkcję interpolacji. Pozwoliło to na wyprodukowanie super miniaturowych, cyfrowych przyrostowych przetworników położenia. Systemy przetworników położenia QUANTiC są łatwe w instalacji dzięki wyjątkowo dużym tolerancjom instalacyjnym i eksploatacyjnym, a także wbudowanym funkcjom instalacyjnym i kalibracyjnym. Dodatkowe informacje diagnostyczne można uzyskać za pomocą zaawansowanego narzędzia diagnostycznego ADTi-100 i oprogramowania ADT View, podczas instalacji, diagnostyki w miejscu pracy i wyszukiwania usterek. Można osiągnąć prędkości 24 m/s, spełniając wymogi najbardziej wymagających systemów sterowania przemieszczeniami. Przetworniki położenia QUANTiC oferują rozdzielczość do 50 nm oraz szeroki zakres konfiguracji, co ułatwia i upraszcza optymalizację. Dynamiczne przetwarzanie sygnału zapewnia zwiększoną stabilność sygnału w celu uzyskania doskonałej wydajności dynamicznego układu sterowania.

GŁOWICA

Głowica odczytuje oraz interpretuje dane położenia ze skali w sposób optyczny, magnetyczny, indukcyjny lub pojemnościowy, a następnie wyprowadza te dane przy użyciu sygnałów elektrycznych.

REE

Zespół interpolatora firmy Renishaw, który zamienia analogowy sygnał wejściowy 1 Vpp z przetwornika na kwadraturowy sygnał cyfrowy.

REF

Zespół interpolatora firmy Renishaw, który zamienia 3-fazowy sygnał wejściowy z głowicy RGH25F lub RGH20F na analogowy sygnał 1 Vpp lub sygnał cyfrowy.

ZNACZNIK ODNIESIENIA

Położenie bazy wymiarowej wzdłuż osi.

Terminu znacznik odniesienia można też użyć do opisania:

  • Fizycznego elementu znacznika odniesienia, jak np. magnesu znacznika lub elementu optycznego IN-TRAC™.
  • Sygnału wyjściowego znacznika odniesienia z głowicy/interfejsu.

REL#

Rodzina liniałów firmy Renishaw o wysokiej dokładności i niskim współczynniku rozszerzalności termicznej.

Są one wyprodukowane ze stopu ZeroMet — stopu niklu z żelazem o niskiej rozszerzalności termicznej, który jest o wiele stabilniejszy od inwaru.

Opcje obejmują:

  • RELM: liniał ze znacznikiem odniesienia na środku
  • RELE: liniał ze znacznikiem odniesienia na jednym końcu
  • RELA: liniał z kodem położenia absolutnego

NIEZAWODNOŚĆ

Zdolność przetwornika do kontynuowania poprawnego działania w miarę upływu czasu i eksploatacji.

Do miar niezawodności należą:

  • MTTF: średni czas do wystąpienia usterki
  • MTTFd: średni czas do wystąpienia niebezpiecznej usterki
  • MTBF: średni czas między usterkami

Niezawodność może też odnosić się do zdolności tolerowania przez przetwornik zanieczyszczeń lub innych odbiegających od idealnych warunków pracy w czasie jego eksploatacji.

POWTARZALNOŚĆ

Zdolność przetwornika do zgłaszania tego samego położenia przy każdym osiągnięciu pewnego punktu na osi.

Czasami nazywana też odtwarzalnością, rozproszeniem lub precyzją.

ODTWARZALNOŚĆ

Patrz powtarzalność.

RESOLUTE™

Jednotorowy, otwarty, optyczny przetwornik absolutny firmy Renishaw.

ROZDZIELCZOŚĆ

Najmniejszy krok pomiarowy zgłaszany przez przetwornik: jest to najmniejsza odległość, o jaką musi przemieścić się przetwornik, aby zmienić wartość wyjścia o jeden.

Rozdzielczość jest często mylona z dokładnością i powtarzalnością. Może być mniejsza niż poziom szumu przetwornika.

RG2

Rodzina przetworników firmy Renishaw z podziałką 20 mikronów i magnetycznym znacznikiem odniesienia. Należą do niej następujące modele:

  • RGH20
  • RGH22
  • RGH24
  • RGH25F

RG4

Rodzina przetworników firmy Renishaw z podziałką 40 mikronów i magnetycznym znacznikiem odniesienia. Należą do niej następujące modele:

  • RGH34
  • RGH40
  • RGH41
  • RGH45

RGH

Nazewnictwo firmy Renishaw dotyczące głowic przetwornika położenia w rodzinach RG2 oraz RG4.

RGS

Renishaw Gold Scale (złota skala). Liniał RGS z pozłacanej taśmy stalowej firmy Renishaw jest dostarczany na szpuli i można go ciąć na odcinki o dowolnej długości do 70 m. Można go mocować za pomocą taśmy samoprzylepnej; jest wzorcowany termicznie względem podłoża, co upraszcza proces rozszerzalności.

RGSZ

Renishaw Gold Scale (złota skala). Typ liniału RGS z optycznymi znacznikiem odniesienia IN-TRAC™.

WYSOKOŚĆ PRZESUWU

Tolerancja wysokości przesuwu to odległość między liniałem a spodem głowicy.

Tolerancja wysokości przesuwu to zmiana odległości, jaką może obsłużyć głowica.

PIERŚCIEŃ

Rodzaj liniału obrotowego w postaci pierścienia, ze skalną naniesioną na zewnętrznej powierzchni pierścienia. Liniały pierścieniowe firmy Renishaw to RESR, RESM, RESA, REXM i REXA. Dostępne są też magnetyczne liniały pierścieniowe.

TĘTNIENIE

Tętnienie napięcia zasilającego to zakłócenia nałożone na napięcie 5 V.

Zmiany szybkości to miara zmienności szybkości osi, gdy jest napędzana ze stałą szybkością.

OBRÓT

Obrót wokół osi wzdłużnej.

OBROTOWY

Wykonanie ruchu kołowego.

Przetwornik obrotowy służy do pomiaru ruchu obrotowego.

Należy pamiętać, że termin przetwornik obrotowy jest ogólny i opisuje wszystkie przetworniki służące do pomiaru kąta. Terminu „przetwornik obrotowy” używa się też do opisania przetworników o mniejszej dokładności, zaś terminu przetwornik kątowy do opisania przetworników o wysokiej dokładności.

RSL#

Rodzina liniałów firmy Renishaw o wysokiej dokładności i wykonanych ze stali nierdzewnej. Należą do niej następujące modele:

  • RSLM: liniał stalowy ze znacznikiem odniesienia na środku
  • RSLE: liniał stalowy ze znacznikiem odniesienia na jednym końcu
  • RSLC: liniał stalowy ze znacznikiem odniesienia z możliwością wyboru przez klienta
  • RSLR: liniał stalowy bez znacznika odniesienia
  • RSLA: liniał stalowy z kodem położenia absolutnego

Słowo oznacza liniał o dużym przekroju poprzecznym.

RTL#

Rodzina liniałów taśmowych firmy Renishaw wykonanych ze stali nierdzewnej. Należą do niej następujące modele:

  • RTLC: stalowa taśma przyrostowa, optyczne znaczniki odniesienia IN-TRAC™ 
  • RTLC-S: stalowa taśma przyrostowa, optyczne znaczniki odniesienia IN-TRAC™, podkład samoprzylepny 
  • RTLA: stalowa taśma, kod położenia absolutnego 
  • RTLA-S: stalowa taśma, kod położenia absolutnego, podkład samoprzylepny

ROZPROSZENIE

Patrz powtarzalność.

SDE

SDE — błąd cykliczny Błąd pomiarowy w jednym okresie sygnału.

Ten mechanizm błędu wynika z niedoskonałości kształtu lub centrowania sygnałów wyjściowych Lissajous przetwornika.

Błąd cykliczny (SDE) być przyczyną problemów ze zmianami szybkości w osiach z silnikami liniowymi lub silnikami DDR. Wysoki błąd cykliczny może być przyczyną występowania słyszalnego szumu oraz wytwarzania ciepła. W obrabiarkach wysoki błąd cykliczny może być przyczyną wykończenia powierzchni o niskiej jakości, a w maszynach skanujących może przyczyniać się do rozmycia obrazu.

W przetwornikach TONiC, SiGNUM i ATOM zastosowano układy elektroniczne zmniejszające błąd cykliczny (SDE).

STOPIEŃ SZCZELNOŚCI

Patrz stopień ochrony.

DIODA LED KONFIGURACJI

Dioda LED znajdująca się na głowicy (lub interfejsie przetwornika), która wskazuje aktualną jakość sygnału oraz stan przetwornika, jak np. uzgodnienie fazy znacznika odniesienia. Szybkie wskazywanie informacji diagnostycznych eliminuje konieczność stosowania dodatkowego sprzętu do konfiguracji czy oscyloskopów.

Większość przetworników położenia firmy Renishaw wskazuje jakość sygnału na pomocą wielokolorowej diody LED, która świeci w kolorze czerwonym/pomarańczowym/zielonym, wskazując w ten sposób słabą/umiarkowaną/dobrą jakość sygnału. Niektóre modele przetworników wskazują też optymalny lub bardzo wysoki sygnał kolorem niebieskim.

SiGNUM™

Optyczny przetwornik przyrostowy firmy Renishaw o doskonałych parametrach. Pierwszy przetwornik z optycznym znacznikiem odniesienia IN-TRAC™.

JEDEN TOR

Jednotorowy odnosi się do liniału absolutnego przetwornika położenia z jednym paskiem podziałek skali, który zapewnia informacje fazowe o absolutnym położeniu zgrubnym oraz dokładnym.

W tradycyjnych przetwornikach absolutnych stosuje się dwa równoległe tory podziałki: przyrostowy i absolutny. Ponieważ głowica absolutna musi odczytywać obie skale jednocześnie, niewielkie odchylenie w poziomie może powodować brak uzgodnienia fazowego między tymi dwoma odczytami, będąc przyczyną błędu pomiarowego.

RESOLUTE jest pierwszym w świecie optycznym przetwornikiem absolutnym, który odczytuje jedną skalę, dzięki czemu jest odporny na brak uzgodnienia fazy.

SINUSOIDALNY

Przebieg nosi nazwę sinusoidalnego, gdy zmiana jego amplitudy ma kształt funkcji sinus.

EKRANOWANIE

Ekranowanie oznacza zabezpieczenie przetwornika przed zakłóceniami elektromagnetycznymi.

Ekranowanie ma ważną funkcję w wypadku kabli. Kable firmy Renishaw mają zwykle podwójną izolację, która składa się z dwóch warstw cynowanego oplotu miedzianego owiniętych spiralnie dookoła żyły w przeciwnych kierunkach. Ekran zewnętrzny działa jak klatka Faradaya, zaś oba jego końce przyłącza się do uziemienia. Ekran wewnętrzny działa jak antena i jest podłączony do potencjału 0 V tylko po stronie układu elektronicznego.

W wypadku kabli z podwójnym ekranowaniem nie może być zwarcia między 0 V a uziemieniem.

SPAR

Liniał o dużym przekroju poprzecznym.

Takimi liniałami są modele RSLM i RELM firmy Renishaw.

Ti

Standardowy interfejs cyfrowy dla rodziny przetworników TONiC.

ROZSZERZALNOŚĆ TERMICZNA

Patrz CTE.

TONiC™

Rodzina miniaturowych, optycznych, przyrostowych przetworników położenia firmy Renishaw charakteryzująca się doskonałymi parametrami sterowania przemieszczeniami. Głowica ma wbudowaną funkcję dynamicznego dopasowania sygnału, zaś detektor optycznego znacznika odniesienia jest zintegrowany z czujnikiem sygnału przyrostowego. Przetwornik TONiC ma doskonałą charakterystykę sygnał/szum oraz jest odporny na zanieczyszczenia.

UHV

Bardzo wysoka próżnia. Jako bardzo wysoką próżnię definiuje się warunki o ciśnieniu poniżej 10-9 tora.

Firma Renishaw dostarcza głowice, których parametry są optymalizowane do pracy w środowisku bardzo wysokiej próżni. Te głowice są wytwarzane z czystych materiałów oraz minimalizują odgazowanie (uwalnianie substancji chemicznych podczas opróżniania komory próżniowej).

ZMIANY SZYBKOŚCI

Jakiekolwiek odchylenie między szybkością zadaną a rzeczywistą w danym czasie w systemach sterowania ruchem nosi nazwę zmian szybkości. Do powstawania zmian szybkości przyczyniają się rozdzielczość przetwornika i błąd cykliczny.  

VIONiC™

VIONiC to rodzina uniwersalnych, cyfrowych przetworników położenia firmy Renishaw o bardzo wysokiej dokładności przeznaczonych do opcji skali obrotowych i liniowych. W głowicy przetwornika VIONiC zastosowano sprawdzony filtrujący układ optyczny oraz zaawansowaną technologię interpolacji, zapewniając w ten sposób standardowy błąd cykliczny (SDE) rzędu <±15 nm i rozdzielczość do 2,5 nm.

Głowice VIONiC wyposażono w intuicyjny tryb automatycznej kalibracji, dzięki czemu są łatwe do zainstalowania. Opcjonalne zaawansowane narzędzie diagnostyczne (ADTi-100) pozwala na uzyskanie danych sprzężenia zwrotnego z przetwornika w czasie rzeczywistym podczas instalacji lub diagnostyki w miejscu pracy.

VPP

Wartość międzyszczytowa napięcia. Metoda pomiaru wielkości przebiegu: pomiar od maksymalnej, dodatniej wartości amplitudy do minimalnej, ujemnej wartości amplitudy. Analogowy sygnał wyjściowy wielu przetworników przyrostowych jest definiowany jako 1 Vpp.

Innym sposobem pomiaru jest wartość średnia, której używa się np. do opisania błędu cyklicznego (SDE). W przebiegach symetrycznych (jak np. sinusoida czy kosinusoida) wartość średnia wynosi połowę wartości międzyszczytowej.

ODCHYLENIE W POZIOMIE

Obrót wokół osi pionowej.

ZEROMET™

Odmiana stopu inwar (stopu niklu i żelaza o niskim współczynniku rozszerzalności termicznej) ,która została wybrana ze względu na wyjątkowo wysoką stabilność. Firma Renishaw dostarcza liniały o niskim współczynniku rozszerzalności termicznej wykonane ze stopu ZeroMet.