摘 要：阐述了如何利用光栅精密测量的特性，实现电感生产过程中送线长度的测量与控制，采用了脉冲辩向及四倍频电路以实现信号方向识别和提高测量精度。

    关键词：光栅，精密测量，脉冲辩向，电感

    1 引言

    电感线圈的传统生产方式，是由机器将漆包线绕制成线圈形状后切断，再通过人工对线圈的两插脚去漆、搪锡。这样的生产方式虽然对送线长度的精确度没有过高的要求，但生产效率低，质量波动大，不适于大批量生产。为此，笔者对传统的生产设备和制造工艺进行了改进：从线材的送进、去漆、绕制、切断到搪锡全过程实现了机器自动生产。其中，对送线机构送线长度的控制采用了光栅传感位移测量控制技术，设计制作了以单片机为核心的控制系统，使得送线和蔗的精确性和一致性达到了理想的效果，极大地提高了产品质量和生产效率。

    2 检测控制的对象

    改进后的线圈绕制工艺流程为：由送线机构送来的漆包线经刮刀去除漆层，再由卷绕芯棒绕制成线圈状后切断，然后，经排列装置将其排列整齐搪锡。其流程如图1所示。

    由于采用了一边去漆一边绕制的方法，因而，对送线长度的精确性要求很高。送线机构每次送过的线长必须等于线圈展开长度，否则，就不能保证切刀的切断位置正好为去漆段长度的中心位置，如图2所示。在正常送线状态下，卷绕完成后切刀在去漆段中心位置将成品与线材切断分离。如果送线多送或少送的话，则造成切断位置不在去漆段中心处，使得线圈两插脚去漆处长短不一而产生次品或废品。

    假如每次送线有0.5mm误差的话，送线10次误差就达0.5mm，而机器绕制圈的速度一般为每分钟20个～30个，则一分钟送线长度的误差可达1mm～1.5mm，送线误差的积累会造成大量废品。因此，为了精确地控制送线机构的位移量（进线位移、复位位移），保证产品的质量，在送线机构上配置了光栅位移测量装置，以提高送线机构的位移精度并对其位移量进行控制。

    3 光栅测量原理

    送线机构上配置的测量光栅由标尺光栅和指示光栅组成。用厚度为0.06mm的不锈钢片作为光栅材料，通过特殊的工艺在不锈钢片表面均匀地刻上100对/mm透光镂空和不透光条纹。

    把指示光栅安装在送线机构上，而标尺光栅固定于机架上，而标尺光栅固定于机架上，并使二者之间保持0.03mm～0.06mm的间隙以避免摩擦，且在安装时使二者的光栅纹线之间形成一个小夹角，当光线透过光栅时，指示光栅纹时，指示光栅上就会产生若干条粗的明暗条纹，这就是莫尔条纹。当指示光栅相对于标尺光栅作左右移动时，莫尔条纹也在作上下移动。莫尔条纹移动的方向近似地与光栅移动的方向垂直。

    莫尔条纹具有平均误差和放大使用，而且光栅栅线和莫尔条纹之间具有数量和方向上的对庆关系。利用光电传感器得到与明暗条纹相对应的周期性电压信号，再经放大、变换整形即可得到计数脉冲。由于脉冲数是表示指示光栅所移动的条纹数，所以，只要知道光栅栅距即可得出光栅所多动的实际距离。

    决定光栅位置测量精度高低的主要因素是每毫米内光栅的条纹数，条纹数越多，则精度越高。本测量系统光栅为100线/mm，如光栅移动了xmm，即，光栅移动了100x条刻线，则莫尔条纹也移动了100x条条纹，将莫尔条纹产生的电脉冲信号计数，即可知道送线实际长度。

    例，某种电感展开的实际长度为30mm，送线机构送线过程中，必须移过3000个栅距，即莫尔条纹应移过3000个间隔，这样，送线的长度可控制到0.01mm的精度。

    4 光栅测量系统

    本