在数字化数显位移传感技术和产品中，当今主要有光栅、电磁感应、容栅、磁栅和球栅等，电磁感应主要包括感应同步器、电感（自感、互感）传感器、电涡流传感器等；目前磁栅主要有两种形式，一种是采用线圈的静磁头形式，另一种是采用半导体材料如巨磁阻（GMR）、磁敏二（三）极管。这几大类传感器各有优劣。能应用在手持数显量具如数显卡尺的传感器，有光栅、电磁感应、容栅和磁栅。光栅是最早应用在数显卡尺上的，早在上世纪70年代就出现了光栅数显卡尺；紧随其后的是容栅，也是目前应用最广泛的数显卡尺传感器。上世纪90年代末出现了电涡流数显卡尺和感应同步器数显卡尺的样品，由于精度和功耗等原因未能商品化。由于半导体材料的发展，出现了如巨磁阻这样的磁电半导体材料后，使磁栅应用于数显卡尺成为可能，本世纪初出现了磁栅数显卡尺。
从传感器的编码方式来分有增量码和绝对码两种。增量码是靠电子计数器对节距数量计数来实现位移测量，就象一把刻有刻度的标尺，但刻度上没有数字，用这把标尺来测量，就必需要数标尺上刻线的数量，这就会出现多数和漏数的现象。造成非常大的测量误差；电子计数器在计数的过程中，当移动速度超过电子计数器的响应速度时，就会少计数；当出现电磁干扰脉冲时，电子计数器就会多计数。而且，在测量过程中掉电，原来计数的内容就会丢失，也就失去了相对于原始点的位移。所以，增量码数显卡尺抗干扰能力差，移动速度受限制。使用中要经常校对“0”位来确ren计数没有出现错误。这严重影响了这种卡尺的工作效率和可靠性。绝对码的位移已经“记录”在标尺上，就象标尺上的每一条刻线上都有记录位移的数值一样，用这把标尺来测量，直接读取标尺上的刻线的数值就可以了，简单、快速、可靠。抗干扰能力大大提高，并且在测量过程中短时掉电都不影响测量结果。所以，绝对码比增量码，有着无法比拟的优越性。从上述几种传感器的原理和绝对编码原理来说，都可以实现绝对编码，但实现的难度、复杂程度和实用性有很大的不同。
从精度方面来说，光栅的精度最高，感应同步器、磁栅和容栅次之，电感传感器和电涡流传感器在小位移测量中精度较高，但大位移测量线性不好，精度很低。卡尺的工作环境一般都较差，经常接触水、油、切削液等液体。这要求传感器能适应这种环境。光栅是靠光的透射或反射形成莫尔条纹工作的，当有水等液体或有雾时，光会产生折射，破坏莫尔条纹的形成，使光栅无法工作，光栅对环境的要求是最高的，所以光栅数显卡尺很快被容栅数显卡尺取代。容栅对环境的要求比光栅低得多，在湿度小于80%的环境下能正常工作。容栅传感器是靠电容量大小的变化工作的，由于水的相对介电常数是空气的80多倍，而电容量又与相对介电常数成正比，所以当容栅传感器表面有水等液体时，大大改变了容栅的相对介电常数，电容量发生很大变化，容栅传感器卡尺不能适应有水的环境。水等介质对磁场的影响很小，可忽略。所以靠磁场工作的传感器基本上能适应有水的环境，如感应同步器、磁栅、球栅、电涡流和电感传感器。
综上所述，最理想的数显卡尺是采用绝对码的基于（电）磁场的传感器。目前，市场上绝大多数是增量码容栅数显卡尺，存在可靠性差和不防水等不足。日本三丰推出绝对码容栅数显卡尺，使容栅数显卡尺在可靠性上前进了一大步。国内外又相继推出基于（电）磁场的增量码防水数显卡尺，解决了防水的问题，但都有各自的缺 陷，采用磁栅的数显卡尺，磁栅条易被强磁场磁化，增量码，可靠性差。
ANYI绝对码数显卡尺，采用电磁感应传感器，并设计出特殊的绝对码编码方式，使绝对编码工艺性更好、成本更低。三丰的绝对编码方式采用二道编码，二道编码的节距不相等，通过节距的差值来计算绝对位移。这就要求二道编码的精度都很高，否则会出现计算错误。这样，做一把绝对码卡尺就相当于做了两把增量码卡尺。ANYI数显卡尺采用两道（或更多）编码，但精度只由其中一道编码决定，与其它编码无关，这样与增量码无异，但又实现了绝对编码。这样降低了制造难度和成本。采用电磁感应传感器，又解决了防水的问题。实现了非常高的性价比。
[ 本帖最后由 量具王子 于 2010-2-6 16:00 编辑 ] |
/2 
发表于 2010-2-6 15:55
收藏
楼主
