PIOne: Encoder Ottici per Nanometrologia

Elevata Risoluzione, Linearità, e Spazio di Installazione Compatto

  • Risoluzione fino a 20 picometri RMS o migliore
  • Dimensioni compatte 23 mm x 12 mm x 9.5 mm
  • Uscita di segnali seno, coseno o quadratura
  • Ridotto consumo di energia e basso auto-riscaldamento
  • Classe di accuratezza del reticolo 150 nm/30 cm
  • Ideale per il vuoto fino a 10-7, bakeout fino a 80 °C
  • Preferibilmente per corse > 1mm
  • Velocità fino a 0.8 m/s alla massima risoluzione
  • Interfaccia BiSS per uno scambio di dati sicuro

Caratteristiche dell'Encoder Lineare PIOne

Piccolo e con Risoluzione Picometrica

L'elevata risoluzione del sensore lineare PIOne sviluppato da PI assicura una risoluzione di posizionamento al di sotto di un nanometro con una elaborazione adeguata della misura.

Il PIOne utilizza una tecnologia brevettata: La testa di misura del PIOne contiene un interferometro Mach-Zehnder che viene mosso lungo la scala lineare. Segnali seno e coseno vengono generati dai segnali delle riflessioni sulla griglia. Un'interpolazione aggiuntiva spiega la dimostrabilità della piccola risoluzione del sistema. Inoltre la testa del sensore genera un riferimento per la rilevazione della direzione. La testa del sensore in questo caso misura 23 x 12 x 9.5 mm.

Risoluzione 20 pm

La risoluzione del sensore incrementale, ad esempio, il più piccolo spostamento misurabile della testa del sensore lungo la scala lineare, è principalmente influenzato dalla lunghezza del periodo del segnale del sensore, dal rumore dell'elettronica, e dal fattore di interpolazione elettronico del segnale.

Il livello del fattore di interpolazione, in ogni caso, è limitato dal rumore del segnale e può essere selezionato solo all'interno di un certo intervallo. Per questo motivo, è da preferire un periodo di segnale il più piccolo possibile, permettendo così un'elevata risoluzione anche ben al di sotto del fattore di interpolazione.

Il sensore PIOne raggiunge una risoluzione di 20 picometri o migliore grazie al suo piccolo periodo di segnale di 0.5 µm e all' elaborazione ottimizzata del segnale. In questo caso, è possibile ottenere un fattore di interpolazione di 4000 senza rumore.
 

Deviazione della Linearità Inferiore All'1%

Piccoli periodi di segnale di 0.5 µm, una classe di accuratezza del reticolo migliore di 150 nm/30 cm e un'elevata qualità del segnale portano ad un errore di linearità del sensore di solo <1%. La testa del sensore del PIOne contiene un interferometro Mach-Zehnder nel quale i percorsi ottici sono equalizzati e completamente simmetrici. Questo consente una compensazione delle influenze dell'ambiente, quali temperatura e umidità.

Il laser diodo utilizzato funziona con prestazioni relativamente basse per ridurre al minimo il calore generato nella testa del sensore. Per evitare in gran parte la generazione del calore in un sistema di misura, la luce può eventualmente essere accoppiata tramite una fibra ottica nella testa del sensore PIOne.

Dato che il segnale del sensore PIOne può essere elaborato da diversi controllori PI, questo può essere utilizzato in sistemi di posizionamento con diverse tecnologie di azionamento.


Principi di Misurazione

Interferometro Mach-Zehnder Integrato

Un raggio proveniente dal diodo laser viene diviso in due percorsi ottici nel momento in cui passa tra due griglie e poi di nuovo unito in un unico raggio. Il modello di interferenza creato viene rilevato da un fotodiodo e successivamente processato ulteriormente.

Accoppiamento di Luce Opzionale di Fibre Ottiche

La sorgente di luce non è integrata nella testa del sensore ed è ad essa collegata tramite una fibra ottica. Questo minimizza la dissipazione di calore nella testa del sensore.

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