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Massima stabilità di segnale nella misura lineare

l I sistemi di misura lineari aperti Heidenhain con tecnologia ASIC per l’elaborazione del segnale. l I sistemi di misura lineari aperti Heidenhain con tecnologia ASIC per l’elaborazione del segnale.

I sistemi di misura lineari aperti soddisfano i requisiti delle applicazioni che richiedono precisione e stabilità del valore di misura in svariati settori industriali: semiconduttori, assemblaggio automatico per PCB, macchine di misura, macchine utensili e azionamenti diretti. Heidenhain risponde a tali requisiti con ASIC HSP 1.0, in grado di fornire un segnale sempre stabile indipendentemente da eventuali contaminazioni.

di Alma Castiglioni

 

Ottobre 2016

L’accuratezza nel rilevamento e la stabilità del valore di misura, a prescindere dalle eventuali contaminazioni presenti, sono requisiti fondamentali che devono possedere i sistemi di misura lineare impiegati nelle applicazioni di precisione.
Al fine di garantire l’elevata stabilità dei segnali durante l’intero ciclo di vita dei sistemi di misura, Heidenhain ha sviluppato ASIC HSP 1.0 per l’elaborazione del segnale. Questa tecnologia è integrata nei sistemi di misura lineari aperti con rilevamento incrementale del valore di posizione. ASIC compensa quasi completamente le oscillazioni dell’ampiezza del segnale provocate da disturbi.
La stabilizzazione di base del segnale, notevolmente migliorata, è efficace soprattutto in presenza di contaminazioni del supporto di misura o del reticolo di scansione. Ne risulta un segnale di misura sempre stabile e senza effetti negativi sull’accuratezza di interpolazione e sul rumore di fondo.

Maggiore affidabilità grazie a valori di misura stabili
In linea di principio i sistemi di misura Heidenhain emettono segnali di scansione stabili, che non richiedono ulteriore stabilizzazione. Contaminazioni sul supporto di misura e sul reticolo di scansione possono tuttavia compromettere tali segnali, con effetti più evidenti all’aumentare delle impurità. In particolare, per sistemi di misura lineari aperti non è sempre possibile evitare o ridurre le contaminazioni. ASIC HSP 1.0 è in grado di fornire un segnale sempre stabile nonostante la crescente contaminazione.
ASIC monitora costantemente il segnale di scansione: se le contaminazioni sul supporto di misura o sul reticolo di scansione comportano alterazioni del segnale, esso compensa quasi completamente gli scostamenti risultanti e ripristina la qualità originale. In questo modo l’intelligenza di ASIC permette che il segnale di scansione mantenga nel tempo la sua elevata qualità e stabilità nonostante le contaminazioni. L’errore di interpolazione e il rumore di fondo non aumentano nel normale funzionamento in presenza di contaminazioni. L’ampiezza del segnale si mantiene pressoché costante a 1 VPP . Anche nel caso in cui i limiti di regolazione di ASIC venissero superati a causa di una contaminazione estremamente elevata, non si verificherebbe un’improvvisa caduta del segnale, ma solo una lenta diminuzione della sua ampiezza. Se l’ampiezza del segnale diminuisce, HSP 1.0 la corregge aumentando la corrente del LED. Il conseguente incremento dell’intensità luminosa del LED non ha però effetti negativi sul livello del rumore di fondo del segnale, contrariamente ai sistemi in cui l’amplificazione avviene nel percorso del segnale stesso.
ASIC HSP 1.0 non solo stabilizza l’ampiezza del segnale, ma assicura che esso conservi la forma ideale originale in presenza di contaminazione. In questo modo garantisce un ridotto errore di interpolazione in ogni condizione di utilizzo.

Informazioni dettagliate facilitano il lavoro del progettista
Heidenhain ha introdotto altri dati di accuratezza che consentono al progettista di accedere a informazioni dettagliate per la scelta del sistema di misura lineare aperto più idoneo per una data applicazione. Oltre alla classe di accuratezza sono disponibili i seguenti dati: accuratezza della graduazione su intervalli brevi; accuratezza dell’interpolazione; rumore di fondo. Questa ripartizione consente una previsione molto più precisa dell’accuratezza raggiungibile nella relativa applicazione.
La classe di accuratezza viene indicata per una sezione di max 1 m, ovvero per sistemi di misura lineari più corti per l’intera lunghezza; descrive l’accuratezza minima del sistema, mentre l’indicazione dell’accuratezza nell’intervallo definito consente di trarre conclusioni dirette sull’accuratezza effettivamente raggiungibile dei valori di misura in piccoli intervalli. In molte applicazioni, infatti, non è determinante l’accuratezza sull’intera corsa di misura, ma piuttosto l’accuratezza in una sezione molto ristretta. Sui sistemi di assemblaggio, ad esempio, l’ultimo millimetro della corsa è responsabile dell’elevata accuratezza del processo di montaggio. Dall’accuratezza nell’intervallo definito l’utente finale può ricavare informazioni essenzialmente più precise sull’accuratezza attesa rispetto a quelle risultanti dalla classe di accuratezza.
Per comprovare l’accuratezza nell’intervallo definito, Heidenhain definisce dapprima la relativa ampiezza per la quale deve essere indicata. Per la versione LIP 200, ad esempio, l’ampiezza dell’intervallo è di 5 mm. La riga graduata è misurata in continuo sull’intera corsa utile in passi di misura definiti, molto piccoli, con l’ampiezza di intervallo scelta. Vengono infine analizzati gli errori base non compensati determinati per ogni passo di misura sull’ampiezza dell’intervallo. Il valore peggiore, ossia il massimo errore base misurato su tutti gli intervalli considerati, è quindi indicato come valore massimo ± FI.

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