一种直线位移通用校准装置的设计与实
3 详细设计
3．1 测量基准的选择
设计采用直线光栅尺作为测量基准，直线光栅尺测量轴向直线位置时，不存在任何附加的机械传动元件，排除了滚珠丝杠受热造成的位置误差、重复性性误差和螺距造成的系统误差，具有很高的测量准确度，测量重复性好、速度快，安装方便，能在环境较为恶劣的条件下工作。
直线光栅尺选用KA-300型，它是一种封闭式玻璃光扫描的光栅尺。其特点是所有部件封闭在一个铝外壳内，扫描单元导轨不受灰尘、杂质的污染和损害；扫描单元沿标尺移动的摩擦很小；光扫描方式灵敏度高、抗干扰能力强；采用增量式循环码计数方式，易于数据处理。
其技术指标如下：
1)测量长度：0～800 mm；
2)测量误差：±(3～10)μm；
3)测量重复性：±1个计数脉冲；
4)分辨力：0．5，1，5个末位字；
5)输出信号：TTL电平。
3．2 测量耦合方式
虽然直线光栅尺测量直线位移的特点及优势明显，但是在测量过程中，一个需要重点解决的问题是如何将直线光栅尺上的量值传递到被测件上。使用科学的方法，可靠的方式，将光栅尺与被测件进行可靠的联接，是解决问题的关键。
直线光栅尺依靠扫描单元的直线移动实现对长度的测量，而扫描单元安装在测量平台上，必须设计一种耦合方式，通过这种方式将被测件与扫描单元进行耦合联接，实现测量，使直线光栅尺上的量值传递到被测件上去。
常用的方法是紧固联接方式，这种方式联接紧密、测量误差小，是一种常用的方式，但是对联接的要求高、操作复杂，安装的平行度对测量结果和直线光栅尺的安全影响较大，不易实现现场、快速测试。因此，设计了切线接触式动态耦合方式，如图3所示。该方式是在直线光栅尺的测量平台上沿移动方向垂直安装一个圆柱形的耦合器，用圆柱的轴向切线与被测件的基准端面进行动态接触式联接。当被测件的端面移动到位时，推动测量平台与圆柱耦合器，使轴向切线与被测件基准端面相接触，并读直线光栅尺的直线位移测量读数。
评论