16.5.5 术语、应用提示与故障排除

7 术语与定义

7.1 接口模组

在接口模组中，传感器资料被转换为标准化模拟讯号（1 Vpp）或标准化数字讯号（TTL）。

• 讯号被放大
• 正弦和余弦讯号之间的相位误差被校正
• 偏移被补偿

数字接口模组还包含一个内插器，将模拟讯号转换为数字讯号。更多资讯请参阅第 6.2 节「内插」。

7.1.1 模拟与数字接口模组的比较

数字 (Digital)

模拟 (Analog)

带外壳

上视图，无外壳

底视图，无外壳

7.2 精度等级

精度等级指定系统在规定运行条件下的最大预期量测偏差。精度等级为 3 μm 的距离测量系统允许 ± 3 μm 的偏差。

7.3 重复定位精度

量测系统的单向重复定位精度通常是指特定系统在完全相同的环境条件下重复测量结果的能力。在评估时，必须知道量测偏差并将其纳入分析。

可以使用简单方法，透过计算多次量测的算术平均值和标准差，来确定轴位置在特定行进速度下的重复定位精度。

7.4 参考定位

增量式测量系统在开机后无法确定精确位置。因此，在增量轨道旁边增加了另一个轨道——参考轨道。参考轨道上可以标记一个或多个参考点。

需要滑块的参考行程来建立系统的参考。轴通常朝一个方向行进直到机械止挡。从那里，轴反向行进直到覆盖参考标记。通常，等距参考标记始终从同一方向接近（单向）。

然后控制器可以使用参考讯号将内部计数器修改为指定值。对于模拟接口模组，控制器识别增量讯号的预定位置（通常是 SIN = COS 且两者均大于零），以及 REF = 「高」作为参考位置。

7.5 周期偏差

所有增量式距离测量系统都受到周期偏差效应的影响，其波长恰好对应刻度间距或其分数。这种周期偏差也称为短波偏差（SWD），是由传感器系统或电子讯号处理中的微小偏差引起的。这意味著正弦和余弦讯号偏离了数学精确形式。偏差可根据排列进行分类（谐波）。

7.5.1 内插误差

如果周期偏差仅在数字化和位置计算期间发生，则称为内插误差。

7.6 比较器误差

比较器误差也称为阿贝误差（Abbe error），是一种系统偏差，当长度标准的轴线与距离标准的轴线不重合时发生。偏差的原因是轴设计中的微小旋转运动，这些运动会影响量测结果。

7.7 取样率

取样率描述每个时间间隔内模拟讯号被取样的频率。通常时间间隔为一秒，因此取样率的单位是 Hz。根据奈奎斯特-夏农取样定理，为了保证原始讯号的完整重现，取样频率应至少是原始讯号频率的两倍。

7.8 单端讯号传输

对於单端讯号传输，电压相对于参考电位（电气接地）变化。这是一种简单且方便的数据传输方式，每个讯号仅需一条导线。

缺点是干扰敏感度相对较高。因此这种讯号传输方式应仅用于短距离和低速度。

7.9 差分讯号传输

对于差分讯号传输，讯号由电压差描述，无需参考电气接地。使用一对导线代替单条讯号导线。一条导线携带讯号，另一条携带其反相讯号。控制器然后将两个讯号之间的差值合成为所谓的差分讯号（例如 A+ 和 A- 讯号合成为 A）。

差分讯号传输是大多数应用的更佳解决方案，因为它对干扰的容忍度更高。耦合到讯号上的干扰对两条导线几乎相同，因此在产生差值时干扰几乎被消除。

RS422 标准（差分）是专为更长距离和更高传输速率而开发的。

7.10 行进方向

行进方向可以从电子讯号的相位关系中读取。根据方向不同，一个讯号超前或滞后于另一个讯号。

数字接口模组：如果滑块朝柔性感测排线方向移动，通道 A 的讯号超前通道 B 90°。由此控制器识别正向行进方向，即计数器向上计数。反向行进时，通道 A 的讯号滞后通道 B 90°。计数器向下计数。

模拟接口模组：计数方向相反。

8 应用提示

8.1 MINISCALE PLUS 量测系统的运行条件

MINISCALE PLUS 具有开放式光学量测系统。与所有光学量测系统一样，灰尘等污染物会影响系统运行。因此不建议在制程操作中预期会产生灰尘、切屑、颗粒或液体的应用中使用 MINISCALE PLUS。尺度刻度上的大刮痕或其他类型的损坏同样有害。

一般而言，MINISCALE PLUS 最适合在洁净环境中使用。通常适用于使用其他光学设备或存在洁净环境的场合。

在这方面，MINISCALE PLUS 不同于 AMS 距离测量系统，后者是专为更严苛环境而设计的。

8.2 MINISCALE PLUS 的 EMC 特性

MINISCALE PLUS 及其附件已根据 EN 61000 标准进行测试。测试结果确认 MINISCALE PLUS 符合该标准的要求。然而，这并不排除在特定应用案例中出现不需要的电磁干扰的可能性。始终需要遵守相关的 EMC 设计实务。

8.3 磁场对 MINISCALE PLUS 的影响

静态磁场对 MINISCALE PLUS 无影响。交变磁场可能会根据缆线布局产生感应效应。

9 故障排除

9.1 数字接口模组的校准

仅在后续交付的数字接口模组需要校准！模拟接口模组无法由客户进行校准。

校准程序：

1. 开启 MINISCALE PLUS
2. 按住校准按钮 A
3. 沿整个行程缓慢移动导轨（4 至 5 次）
4. 释放校准按钮
5. 重设 MINISCALE PLUS（= 关闭再开启）
6. 沿整个行程移动导轨，确保仅绿色 LED 亮起
7. 如果红色 LED 亮起，必须重复校准程序

带外壳的接口模组
A 校准按钮

不带外壳的接口模组
A 校准按钮

9.2 错误描述