在自動化應用或工具機應用中,光學尺是一個非常普遍而重要的關鍵組件.
這裡嘗試介紹與光學尺有關的一個基本概念. 通常一根封閉式光學尺拿到以後, 我們會對它的本質的精度有興趣,而最常見的就是我稱之為巨觀誤差,它比較像是沿著全部長度的精確度或誤差,可以從最上面的圖來代表,橫軸代表從頭到尾的全長,縱軸則是供應商出廠前用更精密的方法量測得到的誤差成績, 這個巨觀誤差也可以稱之系統誤差,系統精度.
相對於上述概念,對於光學尺的精度還有微觀誤差的存在,從最上圖截取一小個區塊(圖中標示Interpolation error within one signal period)放大來看,就是中間的圖,該圖的橫軸對應到的是一段很小的距離,又稱為grating period, 一般常見的也許有20μm, 40μm甚者有4μm那麼細的距離.而中間的圖縱軸也是誤差, 這張圖顯示的就是在微小範圍裡面的誤差, 也就是微觀誤差, 具體的意義也可以說是interpolation error計算插值誤差,這個插值的原理比較深入,本文暫時不細探究, 另外找機會再介紹. 最下面的那張圖則對應到中間圖但是為該微小距離裡面的光學尺原始信號(sin與cos信號),也就是插值計算之原始信號.
以上,我們了解了一個光學尺,仔細探究,它的誤差就大分為二: 巨觀誤差與微觀誤差.
巨觀誤差依存於尺身被製造的時候的溫度控制影響的刻畫品質; 微觀誤差則依存於grating period的大小與信號本身的處理,信號的偏壓,信號的諧波成份等等.
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