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配有RELM20直线栅尺的TONiC™ UHV增量式光栅系统

特性

  • 读数头尺寸:35 x 13.5 x 10 mm
  • 分辨率达1 nm
  • 速度达10 m/s
  • 模拟或数字输出
  • 超低电子细分误差 (SDE):通常<±30 nm
  • 光学IN-TRAC™参考零位

优点

  • 超高真空 (UHV)
  • 精度极高且热膨胀接近零
  • 超紧凑型光栅,具有动态信号调节功能,运动控制性能优异
  • 诊断组件用以协助完成复杂安装并进行系统优化
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什么是TONiC UHV?

TONiC UHV是雷尼绍向超高真空应用领域推出的超小型非接触式光栅系统,可为客户提供更强的运动控制性能。
TONiC的速度高达10 m/s,与Ti接口结合使用,其在线性和旋转应用中的分辨率均达到1 nm。由于安装公差宽松,并且只需按下按钮即可进行校准,因此TONiC系统的安装快捷简单。TONiC的动态信号处理功能可提高信号稳定性,而且电子细分误差超低,通常小于±30 nm,从而有助于实现卓越的运动控制性能。

什么是RELM20栅尺?

RELM20是用ZeroMet™(一种低膨胀镍/铁合金)制造的直线硬栅尺,栅距为20 µm。
它可与精细栅距的玻璃栅尺媲美,在1.5 m长度内的总体精度(包括斜率误差和线性误差)优于±1 µm。ZeroMet在20 °C时的热膨胀系数为0.75 ±0.35 µm/m/°C。
系统设计人员可根据要求选择背面自带的特殊配方UHV兼容不干胶带或用机械夹具进行安装。两种安装方式都有助于使栅尺不受基体热膨胀影响。

为什么选择这种光栅系统?

超高真空 (UHV)

TONiC UHV读数头具有标准TONiC读数头的优异性能,而且其设计和制造使用了UHV兼容材料和工艺,因此适合用于低至10 -10 Torr的超高真空条件。
TONiC UHV系列光栅及附件由真空兼容材料和粘合剂制成,出气率低,进行残余气体分析 (RGA) 经验证不会污染真空环境,适用于晶片处理/测试、科学仪器、光谱学、真空检测设备等多种应用。

操作简便

RELM20 ZeroMet低热膨胀栅尺比传统玻璃栅尺具有更小的截面尺寸,而且操作和安装更为简便,没有破损的风险,是大部分精度要求极高的应用的理想之选。

尺寸小,但可靠性和性能极佳

TONiC读数头采用第三代光学滤波系统,噪声(抖动)更低,包括自动增益控制和自动偏置控制在内的动态信号处理使其功能更强大,因此具有极佳的可靠性和稳定性能。这种组合全部集成到读数头内部,可提供无与伦比的信号纯度和超低的电子细分误差(仅有±30 nm)。结果具有更为平稳的速度控制,并且扫描性能和位置稳定性都获得提高,从而有助于最大限度减少真空条件下电机中积聚的热量;真空应用的所有关键参数均存储在紧凑型读数头中。

安装更加方便快捷

读数头上的LED安装指示灯直观显示信号强度,而可选的诊断组件在机器收起读数头后可远程检查系统性能。只需按下按钮,即可校准参考零位和增量信号,无需机械调整或其他诊断工具。客户可选的IN-TRAC光学参考零位直接刻划在增量式栅尺上,不仅令设计紧凑,而且校准步骤也更简单。这样可产生参考零位输出,在整个工作温度和速度范围内双向重复精度都能够达到单位分辨率。

接口选项

TD(双分辨率)接口

  • 可选双分辨率正交输出。Ti接口(方形)
  • 是要求高速运动以及高精度移动的应用的理想选择。

DOP(双输出)接口

  • 提供同步的数字方波和1 Vpp信号。
  • 设计用于需要将一个或多个操作与运动轴同步的应用场合。TONiC双输出 (DOP) 接口

可选诊断组件

TONiC™诊断组件(软件和硬件)

TONiC诊断软件可用于优化TONiC光栅的安装,并提供快速全面的系统校准方案。该软件必须与TONiC诊断硬件配合使用,硬件可向雷尼绍购买(订货号为A-9411-0011)。该硬件内嵌至客户端电子设备,或通过USB电缆(组件中提供)连接至计算机。

了解有关TONiC诊断组件的详细信息。

技术规格

测量标准

RELM20:带有中间参考零位的高精度ZeroMet直线硬栅尺

还提供带有端部参考零位的栅尺,如RELE20

读数头尺寸 (LxWxH)

35 mm x 13.5 mm x 10 mm

栅距

20 μm

20 °C时的热膨胀系数

0.75 ±0.35 μm/m/°C

20 °C时的精度等级

认证精度达到 ±1 µm,校准可朔源到国际标准

参考零位

IN-TRAC参考零位

有关各种参考零位位置选项,详见规格手册

限位开关

单限位或双限位(订货时选择)

栅尺长度

20 mm至1.5 m

最高速度

模拟

数字

(详见规格手册)

-3 dB时可达10 m/s

最高可达10 m/s

电子细分误差 (SDE)

通常 <±30 nm

动态信号控制

实时信号调节,包括自动增益控制 (AGC) 和自动偏置控制 (AOC),可在操作期间实现性能优化

增量信号

模拟

数字


1 Vpp(周期为20 µm)

分辨率从5 μm至1 nm

电气连接

电缆长度为0.5 m、1 m、1.5 m、3 m、5 m和10 m,采用微型插头(直接连接至TONiC接口)

电源

5 V ±10%,<100 mA(模拟系统),<200 mA(数字系统)(无端接)

读数头功耗< 100 mA

振动(工作)

55 Hz至2000 Hz时100 m/s2(最大值)

冲击(非工作)

1000 m/s2,6 ms,½正弦

工作温度(系统)

0 °C至+70 °C

烘焙温度(非工作)

120 °C(仅限读数头和栅尺)

防护等级

读数头:IP20

接口:IP20

电缆构造

镀锡编织铜线电缆,单层屏蔽,带FEP绝缘

请参阅规格手册,了解详细信息。

 

下载

规格手册

软件

  • TONiC™ diagnostic software version 1.0 [en]

工作原理

TONiC采用雷尼绍第三代独特光学滤波系统,可对多个光栅周期进行平均,有效滤除脏污等引起的非周期性特征。名义方波光栅条纹也被滤去,以在探测器上留下一个完美的正弦波形。这里使用的是一个多条纹结构,它非常细,能够产生4个对称相位信号形式的光电流。这些结合在一起可免去DC器件,并可产生具有高光谱纯度和低偏置值的正弦和余弦输出,同时保持500 kHz以上的带宽。

包括自动增益控制、自动平衡控制和自动偏置控制在内的完全集成高级动态信号调节组合在一起,确保实现超低电子细分误差 (SDE)(通常 <±30 nm)。

光学滤波系统的这一改进加上精选的优质电子器件,大带宽增量信号可达到10 m/s的最大速度,同时也是同类光栅中位置抖动(噪声)最小的。在TONiC Ti接口内通过CORDIC算法细分,同时利用其他抗噪电子器件进一步增强高分辨率型TONiC的抗噪功能,从而实现抖动水平仅有0.5 nm RMS。

TONiC™光学系统示意图(带标注)

IN-TRAC参考零位完全刻划在增量式栅尺上,并通过读数头内部的分离光电检测器进行检测。如图所示,参考零位分离式探测器直接嵌入到增量码道线性光电二极管阵列的中心,尽量避免出现扭摆失相。产生参考零位输出信号,在所有速度下双向重复精度都能够达到单位分辨率。这种独特的设计也受益于自动校准程序,该程序对参考零位进行电子定相,并优化动态信号调节。