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测长装置

Catalog No.13005(5)

线性编码器

控制用线性栅尺系统

1

一条龙生产缔造出的高品质线性编码器

宇都宫事业所清原生产部一条龙生产三丰测量设备使用的线性编码器及对外销售的“线性栅

尺”。这里集线性编码器用玻璃栅尺的制造、电装部件的组装、产品的组装、检查于一身，并

运用这一优势，不断地推进栅尺的高精度化和质量的提升。清原生产部的地下研究楼具备高精

度刻度加工、精密测量所需要的环境。

利用清原稳固的地基和地下

9m

稳定的环境特性，最大限度抑制全年温度、湿度的变化和外部振

动的传播。在这栋研究楼中开展的标准刻度的制作、相关精度评估及各种研究，是线性栅尺的

精度、品质的保障。

溅射装置

国立研究开发法人

产业技术综合研究所

计量标准综合中心

与世界标准时间同步的

原子钟及光频COM装置

三丰宇都宫计量

标准校准中心

（JCSS认证企业 No.0031）

633nm碘分子饱和

吸收稳频He-Ne激光器

三丰宇都宫事业所

长度用633nm波长稳定

He-Ne激光装置

光波干涉测长机（栅尺用）

线性栅尺

〈精度〉

国家标准二级标准实用标准

线性编码器精度评估技术

线性栅尺的溯源体系图

三丰的线性栅尺严格符合日本国家标准。

保证线性编码器的精度需要高度可靠的评估系统。

清原生产部的地下研究楼内设有自主开发的超高精度测长机，作为线性编码器评估系

统，该设备不仅拥有地下稳定的周围环境，而且实现了激光干涉测长光路的真空化，最

大限度排除了不确定性因素。其误差达世界最高水平，这在国际间的相互比较中也得到

了确认。凭借高超的技术水平，曾荣获

2004

年度精密工学会论文奖、

2005

年度发那科

FA

机器人财团

FA

论文奖。

配备真空激光干涉的超高精度测长机

表土

隔热发泡胶

沥青防水

混凝土地板

天花板静压空间

研究所空间

防震基础

地下研究楼

线性栅尺是本公司线性编码器产品的注册商标。

2

检测原理

——————————————————————————————

3, 4

控制用线性栅尺系统图

——————————————————————

5

控制用线性栅尺系统一览表

————————————————————————

6

分离式

/ST

系列

ST36

—————————————————————————————

7

～

10

ST24

—————————————————————————————

11

～

14

ST46-EZA

—————————————————————————

15

～

22

ST422

—————————————————————————————

23, 24

组合式

/AT

系列

AT100

—————————————————————————————

25

～

28

AT402E

——————————————————————————

29

～

32

AT211

———————————————————————————

3 3

～

38

AT203

———————————————————————————

3 9

～

42

接口装置

PSU-200

——————————————————————————

43, 44

PSU-250

——————————————————————————

45, 46

绝对测长装置

—————————————————————————

47, 48

ABS ST700

小型系列

——————————————————

49

～

54

ABS ST1300

—————————————————————————

55

～

60

ABS AT1100

————————————————————————

61

～

66

ABS AT500

系列（

0.001μm/0.005μm/0.01μm

）

———

67

～

78

ABS AT500

系列（

0.05μm

）

——————————————

79

～

86

ABS AT300

系列

——————————————————————

87

～

90

停产型号

/

后续型号

规格兼容表

———————————————

91

关于线性栅尺的操作

———————————————————————

92

关于

AT

栅尺用供气装置的规格

———————————————

93

技术说明

———————————————————————————

95

～

98

控制用线性栅尺系统目录

线性栅尺是本公司线性编码器产品的注册商标。

应用

系统概要应用等

技术说明

分离式

S

T

系列

组合式

A

T

系列

绝对测长装置

接口单元

线性栅尺

硅晶圆

XY载物台

（线性栅尺内置于XY载物台中）

真空泵

电子束

CCD相机

工作腔室

显示器

线性栅尺

床面

移动载物台

工件

切削刃

线性栅尺

■半导体制造装置

■曝光装置

■电子显微镜

用于扫描台的定位

用于切割锯的定位

用于掩模的观测、电路图案的测长、缺陷检查等

参照　

AT

系列

参照　

ST

系列

参照　

ST

系列

■各种

NC

机床

■电子元件插入机

■

FPD

检查装置

高精度全闭环控制用

用于电子元件的高速、高精度安装

用于缺陷检查

/

修复的定位

参照　

AT

系列

参照　

ST

系列

参照　

ST

系列

4

远心光学系统原理（

ABS ST1300

）

系统概要应用等

　　电磁感应如［图

1

］所示，是

2

个线圈相对放置时，

向线圈

A

中通入随时间变化的电流

I

1

后，在线圈

A

的周围

产生磁通量，线圈

B

中沿抵消磁通量的方向产生感应电

流

I

2

的现象。

　　电磁感应式栅尺是利用电磁感应将偏移量转换为电

信号。［图

2

］是检测部的概念图。主尺以正确的间距

配置了栅尺线圈。与其对置偏移的传感器部则配置了激

磁线圈和检测线圈。向激磁线圈中通入电流后会产生磁

通量，对置的栅尺线圈中将产生感应电流。该电流产生

的磁通量会使对置的检测线圈中产生感应电流。根据传

感器部的偏移量，各线圈之间的电磁耦合发生变化，可

以得到与栅尺线圈的间距周期相同的正弦波信号。

　　通过对正弦波信号进行电插补（分割），可以将其

作为最小分辨率的数字量来测量偏移。

电磁感应式栅尺的检测原理（

ABS ST700

、

ABS AT1100

）

1

〜

V

2

1

2

激磁线圈

检测线圈

Ｖ

P

1

〜

V

2

1

2

1

〜

V

2

1

2

L

1

〜

V

L

2

V

2

I

1

I

2

P

偏移

偏移量

Ｖ

电压

Ｖ

电磁感应式传感器的耐水性、耐油性优异。

[图2] 电磁感应式栅尺的检测原理

向线圈A通入随时间变化的电流I

1

后，在线圈A的周围会产生磁通量。

线圈B中将沿抵消磁场的方向产生感应电流I

2

。

线圈间的导磁率在空气、水、油中基本无差别。

[图1] 电磁感应式编码器的原理

电磁感应式的基本原理图

通过多码道化构成绝对编码器。

栅尺线圈

传感器部位

以固定间距在栅尺上

配置线圈

线圈

B

线圈

A

受光装置

摄像范围大

焦点深度深

栅尺

光源

+

　两侧远心光学系统

两侧配备远心摄像光学系统的反射型光电式线性编码器

检测原理

・两侧的远心摄像光学系统以图像形式捕捉栅尺刻度，使用受光装置检测移动量。

特点

・两侧采用远心摄像光学系统

⇒

提高编码器的稳定性

　●焦点深度较大

⇒

扩大了

GAP

变化容许范围（栅尺波纹度、载物台的姿态变化、检测器的安装容许范围等）

　●摄像范围大

⇒

扩大了对于栅尺脏污和微小伤痕等的容许程度

两侧远心光学系统

X

Y

Z

X

Z

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