Inhaltsverzeichnis
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Begriffserklärungen
7.2
Genauigkeitsklasse
7.3
Wiederholbarkeit
7.4
Referenzieren
7.5
Periodische Abweichung
Die Genauigkeitsklasse spezifiziert die maximal zu erwartende Messabweichung
eines Systems unter den angegebenen Betriebsbedingungen. Ein Wegmess-
system mit der Genauigkeitsklasse 3 μm lässt Abweichungen von +/- 3 μm zu.
Unter der Wiederholbarkeit eines Messsystems versteht man allgemein die Möglich-
keit, unter gleichen Umgebungsbedingungen Ergebnisse, die ein solches System
liefert, wiederholen zu können. Bei dieser Beurteilung muss der Messfehler bekannt
sein und in die Betrachtung miteinfliessen.
Die Wiederholbarkeit einer Achsenposition kann mit einfachen Methoden für eine
bestimmte Verfahrrichtung ermittelt werden, indem aus vielen Messungen der
arithmetische Mittelwert und die Standardabweichung berechnet werden.
Inkrementelle Messsysteme können nach dem Einschalten die absolute Position
nicht feststellen. Aus diesem Grund wird eine weitere Spur neben der inkrementellen
Spur hinzugefügt, die Referenzspur. Auf dieser Referenzspur können ein einzelner
oder mehrere Referenzpunkte aufgebracht sein.
Zur Referenzierung des Systems ist eine Referenzfahrt notwendig. Typischerweise
fährt dabei die Achse in eine Richtung bis zu einem mechanischen Anschlag. Von da
fährt die Achse soweit zurück, bis die Referenzmarke überfahren wurde.
Die Referenzmarke wird üblicherweise immer aus derselben Richtung angefahren.
(unidirektional)
Die Steuerung kann dann mit der Hilfe des Referenzsignals den internen Zähler auf
einen vorgegebenen Wert ändern. Beim analog Schnittstellenmodul erkennt die
Steuerung eine vordefinierte Stellung der Inkrementalsignale zueinander
(üblicherweise ist dies SIN = COS und beide grösser Null) sowie als Zusatz-
information REF = „hoch" als Referenzposition.
Alle inkrementellen Wegmesssysteme werden durch den Effekt einer periodischen
Abweichung begleitet, deren Wellenlänge exakt dem Teilungsabstand oder einem
Bruchteil des Teilungsabstands der Massverkörperung entspricht. Diese periodische
Abweichung, auch kurzwelliger Fehler (KWF) genannt, entsteht durch kleine
Abweichungen in der Sensorik oder der elektrischen Signalverarbeitung. Die Sinus-
und Cosinus-Signale weichen dabei von der mathematisch exakten Form ab. Je nach
Ordnung (Oberwellen) teilt man die Abweichungen ein.
Periode KWF
Abweichung entsteht durch
1 Signalperiode
Offset Sinus/Cosinus
1/2 Signalperiode
Amplitude Sinus und Cosinus sind unterschiedlich
1/3 – 1/8 Signalperiode
Sensoren liefern ein Signal das grundsätzlich von der Sinusform abweicht
7.5.1.
Interpolationsfehler
Entstehen die periodischen Abweichungen ausschliesslich bei der Digitalisierung und
Errechnung der Position, so spricht man von einem Interpolationsfehler.
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