2011年11月11日 星期五

光學尺x雷射干涉儀補正x精度

光學尺的精度可以達到0.1um=0.0000001mm  (價格&精度成正比)
雷射干涉儀的補正,最終精度達到5um(0.000005mm)最算不錯了。

一看就知道光學尺大勝!!還要比什麼!?

1.如果機構本身的精度(響應)不足,使用光學尺,會更差。
命令跟實際誤差太大,持續從光學尺回授來補正發送的命令值。

2.雷射干涉儀補正屬於命令發送前補正,光學尺是命令動作完成後回授補正。
雷射干涉儀補正是先知先覺。
光學尺是後知後覺。

結論:
1.雷射干涉儀 適合在成本較低,精度要求在10um左右的機台。
2.使用光學尺之前,還是需要用雷射干涉儀來補正,來提高命令的精度,
再利用光學尺回授來修正位置。


2011年11月9日 星期三

突波吸收器 規格說明(8/20us & 10/350us 是什麼!?)

8/20us  & 10/350us 是什麼!?

8/20us
8表示從0-波峰需要的時間 8us
20us是指降到50%波峰的時間。


10/350us
10表示從0-波峰需要的時間 10us
350us是指降到50%波峰的時間。


規範是從雷擊規範得來的。

突波吸收器的認識


1. 何謂突波
在電子電路設計上,我們經常可以聽到 "突波" 這個名詞,
但是 "突波" 的真正定義究竟為何?
所謂 "突波" ,顧名思義,就是 "突如其來的電波" ,
它和 "電流脈衝" 、 "電壓脈衝" 所表達的是相同的現象。
從示波器上來看,在穩定的電流或電壓波形中,如果看到特別突出的異樣波形或雜訊,
而且比正常的波幅要大上好幾倍甚至數十數百倍的波形,我們便可以將它判定為突波,
當然先決條件必須是你的示波器可以負荷這樣的突波才行。

2. 突波的產生
一般來說,產生突波的主要原因有兩種:
一種是由打雷閃電所產生的雷突波,
另一種是由電路開閉所造成的開閉突波。
雷突波是由自然界所產生的,
因此如果你所設計的電路必須在容易產生打雷的地區使用時,
那麼加入適當的過載保護是絕對有其必要的;
開閉突波是電路導通的瞬間所產生的突波,當突波產生的時候,
如果你所設計的電路中並沒有所謂的 "突波保護" ,
那麼電路便容易因開閉突波而產生誤動作,
嚴重一點的狀況可能會導致電路因過載而損壞,
或因長時間接受突波的干擾而使電子零件的壽命減短,
因此在電路設計上,我們必須儘量避免突波的產生,如果不能避免,
則必須加入吸收突波的機制。
容易產生突波的電子零件,以控制電路開閉的相關零件為主,
其中包含繼電器(Relay)、開關(switch)、螺管線圈(solenoid)、保險絲(Fuse)、...
而 IC 中含有閘流體(thyristor)的開閉控制元件,或是用電晶體所作的交換式穩壓器,
... 只要有關於開閉控制的多數元件都是突波的產生源。



3. 突波吸收器
為了預防突波對電路所可能造成的損害,
我們有必要加入一些吸收突波的元件作為保護的措施:
對於外來的雷突波,我們可以選用避雷裝置,變阻器來保護電路;
至於內部所產生的開閉突波,
常用的方法可以加入二極體(zener)或氧化金屬變阻器來做保護,
下面便是針對開閉突波的兩種吸收器做介紹:

◆ 二極體箝位(clamp)法
所謂二極體箝位法,是在你所設計的電路中,
在使用繼電器的裝置旁並聯一個穩壓二極體,當繼電器 OFF 時,
繼電器的線圈會產生一個逆向電壓,
這時二極體便會導通短路並穩定電壓,將突波吸收掉。
但是這種方法必須使用在較低反應速度的電路中,
因為在繼電器 OFF的瞬間,二極體會導通使得繼電器繼續維持在 ON 一小段時間,
然後才 OFF,如果系統尚未完全 OFF 便立即 ON,會導致一些誤動作產生,
這點要特別注意。


◆ 變阻器(Varistor)
變阻器(Varistor),俗稱突波吸收器(Surge Absorber),
是一種會隨著電壓值不同而改變電阻值的電阻器,
變阻器當電壓超過額定的電壓值時,變阻器的電阻會急速下降近於短路的狀態,
將突波引導進入變阻器內,以熱的方式散發掉,
藉以達到穩定電壓及吸收突波電壓之功能,
並可因此避免電路元件受到突波電壓之影響而損壞,
就一般情況來說,幾乎所有需要穩壓的電子產品均會使用到變阻器,
整個應用面包括通訊設備、半導體保護、電力傳輸系統、控制系統等相關電子產品內部電路中。
目前相關產品依其所使用之材料,可分為碳化矽變阻器、氧化鋅變阻器及鈦酸鍶變阻器,而依外型則可分為圓板型,晶片型及環型等類別之產品。


◆ 氧化金屬變阻器
由於大多數的突波吸收器其適用場合,是屬於 AC Source 的應用,
所以我們利用上一個實驗的繼電器當做開關,將繼電器接上一個 110V 的電磁閥,
並在電磁閥導電的兩端加上 181K的突波吸收器(適用 115V~150V 之 AC Source),
看看其突波吸收的效果如何。在此要特別說明的是:
因為 AC 實驗的電壓值較高,當突波產生時其放大比率若與直流相似,
那麼電源接通的瞬間可能會產生近 1000V 的突波電壓!操作時請特別小心,
並確定電源的火線與接地正確接上。


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2011年11月8日 星期二

抗干擾磁環的原理與作用















在3C傳輸線上,常有一個圓柱體的東西。
這個就是磁環、抗干擾磁環,或是吸收磁環、鐵氧體磁環。

沒有磁環的USB傳輸線,在開放空間裡,沒有採取屏蔽措施,
那麼這些USB線就成了很好的天線,接收周圍環境中各種雜亂的高頻信號,
而這些信號疊加在本來傳輸的信號上,會改變原來傳輸的有用信號,
容易出現問題。











(金屬隔離)
為了提高傳輸速率及穩定性,也為了減少傳輸線在傳送數據時,
對其他設備、如音效卡的干瓇,設計了靜電屏蔽層。
這個屏蔽層是由一個較薄的金屬箔片或是多股細銅絲編織成網狀做成的,
應用的是靜電場的表面效應原理。
也就是將輸傳線的外表包上一層金屬膜,並將這個屏蔽層與機殼接地,就可以很好的將傳輸線與空間干擾隔離。

















(磁環)
吸收磁環、又穩鐵氧體磁環,常用于可拆卸的分離式磁環,
它是電子電路中常用的抗干擾元件,對於高頻噪音有很好的抑制作用,
一般使用鐵氧體材料(Mn-Zn)製成。
磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特性,
一般在低頻時阻抗很小,當信號頻率升高,磁環表現的阻抗急劇升高。
使正常有用的信號很好的通過,又能很好的抑制高頻干擾信號的通路,而且成本低廉。

鐵氧體抗干擾磁心的特性
鐵氧體抗干擾磁心是近幾年發展起來的,新型價廉物美的干擾抑制器件,
其他用相當于低通濾波器,較好的解決了電源線、信號線和連接器的高頻干擾抑制問題,
而且具有使用簡單,方便,有效,站用空間不大等一系統優點,
用鐵氧體抗干擾磁心來抑制電磁干擾(EMI)是經濟簡便而有數的方法,
已廣泛應用在PC等各種軍用或是民用電子設備。

鐵氧體是一種利用高導磁性材料混合不他一種或多種鎂、鋅、鎳等金屬在2000°C燒製而成。
在低頻段,鐵氧體抗干擾磁心呈現出非常低的感性阻抗值,
不影響傳輸線或是信號線上有用的信號。
而在高頻段,從10MHz左右開始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,
電阻性分量卻迅速增加,當有高頻能量穿過磁性材料時,
電阻性分量就會把這些能量轉化為熱能耗散掉
這樣就能構成一個低通濾波器,使高頻噪音信號有大的衰減,
而對低頻有用的信號的阻抗可以忽略,不影響電路正常的工作。

EMI吸收磁環/磁珠有效頻段為21000MHz,性能最佳頻段5200MHz,在此頻段吸收阻抗維持為一個常數。

EMI吸收磁環/磁珠抑制差模干擾時,通過它的電流值正於于其體積,
兩者失調造成飽和,降低了元件的性能;
抑制共模干擾時,將電源的兩根線(正負)同時穿過一個磁環
有效信號為差模信號,EMI吸收磁環/磁珠對其沒有任何影響,
而對于共模信號則會表現出較大的電感量。

磁環的使用還有一個較好的方法,是讓穿過磁環的導線反復繞幾下,一來可以提高穿過環的面積,增加等於吸收長度,二來充分利用磁環具有磁滯特點,改善低端特性。


鐵氧體抑制元件應當安裝在靠近干擾源的地方。
對於輸入/輸出電路,應盡量靠近屏蔽殼的進、出口處。
對鐵氧體磁環/磁珠構成的吸收濾波器,除了應選用高磁導率的有耗材料外,
還有注意它應用的場合。它們在線路上對高頻成分所呈現的電阻大約10~幾百歐姆,
因此它在高阻抗電路中的無用並不明顯,相反在低阻電路(如功率分配、電源或射頻電路)中,使用將非常有效。


結論:
由於鐵氧體可以衰減較高頻同時讓較低頻幾乎無阻礙的通路,
故在EMI控制中得到了廣泛地應用。
用于EMO吸收的磁環/磁珠可制成各種形狀,廣泛應用于各種場合。
如PCB板上,可加在DC/DC模堆、傳輸線、電源線等等。它吸收在線路上高頻干擾信號,
但卻不會在系統中產生新的零極點,不會破壞系統的穩定性。

2011年11月7日 星期一

雷射干涉儀x螺桿x誤差

雷射干涉儀,聽起來好像跟CNC機台無關,
但實際上跟CNC機台的精度有相當重要的關系。

螺桿其實也是CNC機台加工出來的產物,
廠商也會依造客戶的不同,
再次加工,而產生不同精度品種的螺桿。
而不同的精度,即意謂著不同的誤差。
高精度也代表的高價格。

然後螺桿不代表一切,
裝上機台,還有連軸器...等等機構會影響到機台的準度。

而雷射干涉儀,就可以來找出誤差,
並提供數據給CNC機台來修正。

雷射干涉儀,在CNC機台上可以做的測試有:
1.螺桿長度誤差
2.齒隙
3.水平