ما هو الفرق بين المسح أحادي المجال والمسح رباعي المجالات للمقاييس البصرية؟

البصريات التشفير الخطي تُستخدم في أدوات الآلات، وتقنيات الأتمتة، ومعدات القياس والفحص. تمنع أجهزة التشفير الخطية المغلقة الغبار والحطام وتناثر السوائل، وهي مثالية للآلات والأنظمة العاملة في بيئات تشغيل قاسية وملوثة. بفضل تصميمها المدمج، فهي فعالة جدًا في التشغيل المباشر وأتمتة التجميع. تُستخدم أجهزة التشفير الخطي البصرية المفتوحة في الآلات والأنظمة السريعة والدقيقة، مثل معدات الإنتاج والقياس في صناعة أشباه الموصلات، والآلات فائقة الدقة، والقياس الخطي، والتشغيل المباشر، والمعدات الدقيقة.

وأهم متطلبات هذه التطبيقات هو:

- دقة تحديد المواقع العالية 

- سرعة عالية للهاتف المحمول

- توفر عالي للآلات 

- ضبط دقيق للتحكم في السرعة

يتميز المسح أحادي المجال بتقليل حساسية التلوث بشكل كبير وإشارات الإخراج ذات الجودة الأعلى.

المسح الضوئي الإلكتروني

تُبنى معايير القياس بانتظام باستخدام مُرمِّزات خطية وفقًا لمبدأ المسح الضوئي الكهروضوئي. في مبدأ المسح الضوئي التصويري، تتحرك المساطر المُهيكلة بالنسبة لشبكات مُفهرسة ذات بنية مُماثلة أو مُشابهة. يُعَدَّل الضوء المُقحم: إذا كانت الفجوة مُحاذاة، يمر الضوء من خلالها. إذا كان خط إحدى فجوات الشبكة مُحاذاة للأخرى، فلا يمر الضوء. تُحوِّل الخلايا الكهروضوئية شدة الضوء إلى إشارات كهربائية.

تم إجراء المسح الضوئي الكهربائي وفقًا لمبدأ التصوير

يتميز النظام البصري بحساسيته العالية لجميع أنواع التلوث. وبفضل مبدأ المسح أحادي المجال الجديد، يمكن تحسينه بشكل كبير.

يولد المسح الرباعي المجال الإشارة

تم إجراء المسح الضوئي الكهربائي وفقًا لمبدأ التصوير، باستخدام المسح الرباعي المجالات

يحتوي خط المسح على مجال مسح، تتباعد شبكته بمقدار ربع فترة التباعد. تُنتج هذه الخلية الكهروضوئية المقابلة إشارة جيبية، مزاحة طورية بمقدار 90 درجة (كهربائيًا) عن بعضها البعض. لا تكون إشارات المسح هذه في البداية متماثلة مع خط الصفر. لهذا السبب، تُوصل الخلية الكهروضوئية في دائرة الدفع والسحب، حيث تكون إشارتا الخرج I 1 وI 2 متماثلتين بالنسبة لخط الصفر، مع انزياح طوري كهربائي بمقدار 90 درجة.

يولد المسح أحادي المجال إشارة

يحتوي خط المسح على شبكة واسعة النطاق تختلف فترتها قليلاً عن المسطرة. يُنتج هذا نبضًا ضوئيًا على طول مجال المسح: في بعض المواقع، تظهر الخطوط مجددًا لتسمح بمرور الضوء. في المواقع التي تتداخل فيها الخطوط والفجوات الأخرى، مما ينتج عنه ظلال. فيما بينهما، تُغطى الفجوة جزئيًا فقط. يؤدي هذا إلى مرشح ضوئي يسمح بتكوين شكل قريب جدًا من الإشارة المنتظمة للموجة الجيبية. يحل مستشعر ضوئي كهربائي كبير المساحة، ذو هيكل خاص، محل خلية ضوئية واحدة لتوليد أربع إشارات مسح كهربائية بإزاحة طورية بزاوية 90 درجة.

تم إجراء المسح الضوئي الكهربائي وفقًا لمبادئ التصوير، باستخدام مسح مجال واحد

تصوير علامات مسح المجال الضوئي/الظلامي ومستشعرات الضوء لهيكل المقياس

مزايا المسح الميداني الواحد

غير حساس للتلوث

إن مساحة المسح الكبيرة الممتدة على كامل عرض مسطرة الشبكة، والترتيب المستمر لحقول المسح المتعددة، يجعلان مُرمِّزات المسح أحادي الحقل غير حساسة للتلوث. تُظهر نتائج اختبارات التلوث لعنصر التحكم المقابل أن المُرمِّز يواصل توفير إشارات عالية الجودة حتى في حالة محاكاة تلوث مساحة كبيرة. ولا يزال خطأ الموضع أقل بكثير من القيمة المحددة لمستوى دقة المُرمِّز.

في كثير من الحالات، واعتمادًا على التلوث، فإن هذا يمنع فشل المشفر بعد أكثر من أربع عمليات مسح.

يوضح المثال أدناه التلوث الذي يؤثر على إشارة الخرج. تمثيل XY على راسم الذبذبات حيث تشكل الإشارة رسمًا بيانيًا ليساجوس. يتم تمثيل إشارة الخرج المثالية كدائرة داخلية متحدة المركز. يتسبب الانحراف في شكل وموضع الدائرة في حدوث خطأ في الموضع خلال دورة الإشارة (انظر دقة القياس)، لذا انتقل مباشرة إلى نتائج القياس. يمكن أن يختلف حجم الدائرة المقابلة مع سعة إشارة الخرج على مدى معين دون التأثير على دقة القياس. ومع ذلك، في أجهزة التشفير ذات المسح أحادي المجال، لم يُشاهد سوى سعة صغيرة للتغيير. في شاشة XY، لا تحدث سوى تغييرات طفيفة في القطر - وهي علامة محددة على خطأ موضعي منخفض للغاية. هذا النوع من التلوث له تأثير كبير جدًا على أربع عمليات مسح: نظرًا لأن المسح الثاني يتضمن حقولًا، فإن شاشة XY تعرض قطعًا ناقصًا شاذًا للغاية. يؤدي هذا إلى فشل جهاز التشفير تمامًا في هذا الموضع.

تأثير التلوث على إشارات الخرج

Bإشارة كهربائية أفضل

عمليًا، تتشوه إشارة خرج المُشفِّر بسبب عيوب في التصنيع والتجميع وعمليات المسح الضوئي، بالإضافة إلى الآثار السلبية لتغيرات الظروف البيئية. يؤدي تشوه الإشارة إلى حدوث خطأ في مستوى خلفية الإشارة (SDE)، الذي يُكرِّر التغييرات في شبكة المُشفِّر في كل دورة. عادةً ما تُعزى التغيرات في مستوى خلفية الإشارة (UA_o ", UB_o") إلى عيوب أو ملوثات في مقياس قياس المُشفِّر. قد يكون اختلاف إزاحات الإشارة مرتبطًا أيضًا بالتعديل غير السليم للمكونات الإلكترونية. يؤدي هذا التشوه إلى منحنى ليساجو شاذ، كما هو موضح في الشكل (أ) أدناه. بسبب الإضاءة غير المتساوية أو غير المتسقة للكاشف الضوئي، واختلاف سعة ذروة إشارات A وB (UA, UB)، يؤدي هذا الخطأ إلى منحنى ليساجو إهليلجي كما هو موضح في الشكل (ب). يُؤدي انزياح الطور عند الزاوية الكهربائية 90 درجة إلى جعل المنحنى بيضاويًا، كما هو موضح في الشكل (ج)، والسبب الرئيسي لهذا الخطأ هو الميل بين شبكة خط المسح ومسطرة القياس الرئيسية. جميع التوافقيات العالية الناتجة عن التأثيرات البصرية والأجهزة الإلكترونية ستؤدي إلى ظهور منحنيات جيبية غير مثالية للإشارة، وهذا النوع من الخطأ يُشكل منحنى ليساجوس غير دائري، كما هو موضح في الشكل (د).

منحنى ليساجوس لإشارة المشفر البصري مع خطأ التجزئة النسبي (SDE): (أ) خطأ ضبط المكونات الإلكترونية؛ (ب) خطأ السعة؛ (ج) خطأ تحول الطور؛ (د) شكل الإشارة

أوستبريدج يعتمد على السوق في الصين وأوروبا لتزويد عملائنا بالمنتجات الأصلية HEIDENHAIN, PRECIZIKA, SIEMENS, B & R, بوش ريكسروث, إيتون فيكرز, باركرإذا كنت تبحث عن مجالات التحكم الدقيق في الحركة والتحكم الإلكتروني والأتمتة والنظام الهيدروليكي، فيجب أن يكون فريق OstBridge هو خيارك الأول لإحضار الحل المناسب لك.