AMO圆环行测量尺

AMOSIN○R - 常规信息
AMO 被证明在长度和角度测量技术上的创新，在钢带尺上以光学蚀刻构成高精密格栅的测量系统，以此为基础，更进一步发展感应器内置运算电子电路 (ASIC)，创造出一个全新且强大的测量系统。AMOSIN 的角度测量系统是开放式空心测量系统，因此无轴承，也不需要联轴器与机械连接。一个*由感应方式操作的AMOSIN 系统，精度可到达±5μm/m。然而，AMOSIN 有更多的优点，对环境影响抵抗性强，如灰尘、湿气...等。更有对冲击和机械震动的高抗性特色。
高精密主要来自于严密的测量尺制程和杰出的感测器讯号质量。在高精度的格栅间距分隔精度，sin 波的偏差精度小于0.1%协和常量。
从以下的测量原理帮助中可见，测量系统不含任何磁性部件（包括测量尺和读头），因此可以抵抗任
何电磁场干扰且不会发生磁滞，和有磁性的测量系统形成强烈对比。
此一系统可输出1 Vpp sine / cosine 讯号，或真时输出RS-422 方波信号。
大范围的AMOSIN 角度测量系统型式代表着可被使用在广泛的应用领域，从小的且精准的旋转任
务台到高转速且接近控制速度的机器主轴。
在要求高动力范围和刚性下显示它们的价值。

一般特性
● 不易被污染影响抗灰尘/IP67
● 不易受电磁场影响
● 精度和分辨率高
● 高速度
● 中心测量单元
● 内建参考的标记，也可做成位置代码
新一代的特性
● 模拟输出信号（1 Vpp），信号周期可达 40μm。任可做传输（1000μm的基本周期多可被分割到32等份）
● 数字输出 RS-422/TTL，十进制分辨率： 0.25 μm (1000μm/4000)，1μm (1000 μm/1000)
● 增强类比和数位输出输入频率（旋转速度）（类比到46000rpm）
● 产品类型中，格栅间距为3000μm，可获得高的安装公差，且旋转速度高于100，000rpm
● 标准工作温度范围扩大到 0~70℃。
● 系统精度对操作温度的依赖性大大降低。
● 加强了读头空间（读头和尺身的空隙）和公差范围
● 规定范围内的安装偏差对系统精度的影响大大减少。
● 微型化的放大电路，使该电路集成在联结器外壳内。
典型应用
● 旋转工作台
● 旋转轴
● C轴
● 主轴
● 直接驱动器
● 医学设备
● 设备印刷
● 滚动轴定位
● 冲床
● 电子制造设备

AMOSIN - 测量原理
AMOSIN 测量系统的功能是以移动磁阻线圈变压器当做原理，变压器互相感应的一次侧和二次侧绕线的改变相对于线圈的位置。
AMOSIN 系统基本组成包括一个平面线圈结构和一个测量尺(图1)。在下层有许多绕线组件的线圈结构沿著测量方向平伸，（主要是独立的一次侧和二次侧SIN/COS 线圈）。

使用了微多层技术(micro-multi-layertechnology)。主要的测量尺由不锈钢带以高精密光学蚀刻，作成可变磁阻的节距刻度尺(e.g. ..= 1000 μm)。
测量方向的相对运动会在感测器结构（在读头上）和测量尺（测量法兰）间改变独立线圈间的周期互作用而产生2 个Sin 波，讯号角相差90°（SIN and COS）。
此一讯号质量非常准确且可以抵抗环境的影响。实际上在经过运算电子电路的讯号稳定之后(图2)，和理想的Sine 波偏差仅小于 0.1%，此一结果允许了高分割因数（再分割一级）在讯号数字化后得以实现，不论是在读头或在下一级的介面（如CNC）都得以实现。

操作原理的一个重要特徵是使用AMOSIN 过程中不会引起任何测量滞后（machine backlash error）。相
较于带有磁性的测量系统，高频率会对材料产生磁滞现象。
运算电子电路产生连续的感测器讯号，透过一个新的电路原理，真时的以不同的差动界面或线性驱动器
送出测量信息，有sin 波或方波的信号。
除了周期讯号（A, B 和它的倒相）之外，有一个参考讯号来决定位置输出，讯号是由测量尺上单独
标记的所产生，而不需要其他零件。

测量精度
作为一套开放式模块化结构的角度测量系统，系统的零件，可个别提供测量尺和读头（甚至是放大器），
且不需要与拥有轴承的机械连接，精度被分配到这些零件如下：
1. 精度 — 决定于测量法兰上的测量刻度尺的精度，和来至于理想真圆度的测量法兰的偏摆。
2. 每个隔栅间距的精度 — 主要决定于读头，取决于感测器讯号和它的放大器的质量。
当测量系统为1Vpp 输出介面，以下属性也应该被考虑：
3. 在随后之电子讯号输入端的模拟 /数字转换(在控制器)
4. 讯号由读头转换到随后的电子电路时，干扰会结合的进入输出讯号。
观点后的详细描述︰
1. 标尺精度
每个测量法兰都在角度测试台上校正过，以及一份测试证书，再根据规格来定义精密的等级，然
而开放性测量系统的角度的偏差，取决于法兰对于测量轴的同心度，测曲线图（在理想的安
装条件下测量），如下图，是选配提供的。

对于需要高精密的应用来说，测量的法兰应该尽可能在中心。角度测量的误差取决于刻度的误
差和装配的同心度。起因于此的误差可由控制器补偿。
在特殊可用的系统结构，可放置两个读头，位置互为180°，为的是消除在角度数据平均时，专
用电路盒中不寻常的误差
2. 每个格栅间距的精度
在初测量数据的数据中显示了理想的SIN 波讯号误差。格栅波形讯号稳定，一如前言所提及的：
AMOSIN-System 可达到 1 μm 弧长之精度！（1000 μm 的间距的1/1000）。此高精度等级的构建不
只是为了理想，为了环保，更是为了在所有几何安装偏差精度或温度管控上能符合机能性认证的
规范。
为了克服上文讨论中第3 及第4 项的错误之发生，一个新的输出介面已经在新一代的AMOSIN 系统使
用，在1Vpp 输出介面下，sine、cosine 和参考讯号被分割于在线性驱动器上方。
同步的原始讯号译码(e.g. 1000μm)在更佳的Sin 波形减短到少于 40μm.弧长时，在可程序读头'D'
上可被解读。
在随后的电子讯号（例如控制器）中，任何可能导致计算的偏差（A/D 转换），藉由分割因素（D）的
提供而在这个讯号介面中降低。此外，这被降低的正弦讯号节距会导致随后的电子讯号量化的更好，
这对要求高动态及坚固的传动设备运用是相当重要的。
另外，分割讯号降低干扰结合于讯号发送线，比例于分割系数〝D〞；换句话说，得到一个改进的讯
号/ 杂讯比。
AMOSIN 系统操作的测量原理表明它们*没有滞留现象和不会导致反作用结果。

测量系统结构

以特殊的技术制造封闭形式的测量环。此即为将二个形状一样的且互相关联的组件紧密的焊接在测量
法兰面上, 或直接单独地作为一种薄型WMR 类型的测量环；依客户的需求组装。

将新的测量刻度尺WMR 成为薄、封闭的环，作为角度或旋转速度的测量，提供驱动设备设计的高灵活性

安装方法为：安装测量环到机械既有的旋转结构之测量法兰面上。

其他测量环设计的优点：
● 极其低的惯性
● 安装测量环的主轴单元可由任何的材质构成
● 由于测量环极稳定的构造，因此可达到高转速感测器单元（Fig.3）的设计是AMOSIN 角度测量系统*的。

平面线圈数组由许多线圈单元组成，适用于可弯曲的底物。因此它的半径可适合于的（测量法兰）直径。以此配置方式是非常适合平均超过数个格栅间距的讯号。平面的扫描表面，例如玻璃或坚硬的
矽底物，包含*的易受影响的元素，效果只能接近此，因此对扫描圆柱体的刻度此较不稳定。

这些角度测量系统可使用在要求精度的恶劣的环境条件下（例如油、灰尘、冷却剂等等…保护等级IP67）

特制的测量系统可让客户轻易的结合到现有的机器上，不论集成测量环的机器零件是否是由我们供应，或者由AMO 制造此特殊的机械零件，包含测量尺，皆可依照客户的图面。

在基本构成要素测量系统基础的设计：

测量尺、感应器和放大器的应用非常灵活，并且可以适应任何特别应用的要求。更进一步的主要选择
标准：

1. 格栅间距- l = 1000 μm 可有较大精度
           - l = 3000 μm 可有较大安装公差
2. 扫描方式：读头相对于扫描本体
            - 外部扫描
            - 内部扫描
3. 测量刻度尺：- 测量法兰
               - 测量环
4. 读头： - 放大器置于连接器的小型读头
          - *内置放大器

常规而言，任何形式的测量刻度尺能
与任何读头版本结合，以下列特性为
两者相配的条件：
● 格栅间距
● 扫描方式
● 每圈格栅间距的数量