高精度玻璃线纹尺是一种以光学玻璃为基体、通过精密光刻或刻划工艺制作刻度线纹的高精度长度计量与定位元件,通常作为长度基准、位置基准或视觉识别基准,为高精度测量系统提供可靠的空间参考与标定依据,广泛应用于光栅尺、精密测量仪器、数控机床、坐标测量机、半导体设备及自动化定位系统。
其核心特点是利用玻璃基材良好的尺寸稳定性,并在表面形成具有高一致性、高重复性的精密线纹。配合光电读数系统后,可将机械位移转换为电信号,实现高精度的位置测量。
1、产品特点
采用热膨胀系数小、硬度高、防腐蚀性好的光学玻璃制造,确保在温度变化下仍能保持尺寸稳定性和高精度,精度±1-2um,可多元化定制,量程可达1000mm,厚度可定制。
(1)高刻线精度:线纹间距及累积误差经过严格控制,可满足精密测量需求。
(2)良好的尺寸稳定性:采用光学玻璃或低膨胀玻璃,可降低温度变化对测量结果的影响。
(3)线纹清晰、均匀:刻线宽度、间距和对比度具有较高一致性,有利于光电识别。
(4)高分辨率:可根据应用需求设计不同的栅距和刻线周期,并结合细分技术实现更高的位置分辨率。
(5)长期可靠性好:玻璃基材不易发生塑性变形,适合长期精密测量和定位。
(6)可定制化:可根据长度、线纹周期、基准标记、安装方式等要求进行定制。
2、工作原理
使用时,将玻璃线纹尺作为长度基准放置于测量系统的光路中,通过读数显微镜、影像测量仪等设备采集尺面刻线的清晰成像;测量系统通过边缘提取、亚像素定位算法,精准识别标准刻线的坐标位置,计算出相邻刻线的成像像素间距;再通过标准刻线的物理标称长度与成像像素间距的比例关系,完成测量系统的倍率校准与示值误差修正,或直接对比被测物体与线纹尺基准的成像比例,实现被测物体尺寸的高精度测量,最终完成长度量值的传递、校准与溯源,消除测量系统的系统误差,为精密几何量测量提供稳定可靠的长度基准。
3、材质与工作特性
光学玻璃基体:采用热膨胀系数小、硬度高、防腐蚀性好的光学玻璃制造,确保在温度变化下仍能保持尺寸稳定性和高精度。
精密刻线:表面刻有高精度、等间距的平行线。刻线方式多样,包括在玻璃表面上方、下方或在玻璃中间(多见于高级别尺)。
多样化规格:量程覆盖范围广,从1毫米至1000毫米均可定制。常见型号包括50mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm、1000mm等。13分格值(线条间距)规格齐全,包括1mm、0.5mm、0.1mm、0.05mm、0.01mm等,并可具备双向垂直分划功能以满足复杂测量需求。
5、应用领域
广泛应用于光栅尺、精密测量仪器、数控机床、坐标测量机、半导体设备及自动化定位系统。核心适用范围如下:
(1)量值传递与校准:广泛应用于各级计量单位、研究所、精密机械加工厂的计量室,用于检定万能工具显微镜、影像测量仪、坐标镗床、测长机、比长仪等设备的示值误差。
(2)精密加工与定位:在坐标镗床、坐标磨床等精密机床中作为定位元件。
(3)仪器自校与补偿:作为投影仪、影像测量仪等光学仪器的自校器具,或用于重新校对仪器精度、为光栅尺设定线性补偿的专用校正尺。
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