Anwendung von Shearing-Fehlertrennverfahren zur Bestimmung von Interpolationsfehlern bei radialen Gittern in Winkelencodern

Radiale Gitterteilungen werden in Winkelencodern vielfältig eingesetzt. Ein in der PTB entwickeltes Selbstkalibrierverfahren erlaubt eine schnelle und hochgenaue Insitu- Kalibrierung der Teilungsabweichungen des Gitters. Es basiert auf der Fourier- Analyse der simultanen Messwerte mehrerer geeignet angeordneter Abtastköpfe. Zusätzlich ist die Bestimmung und Berücksichtigung des Lateralversatzes des Radialgitters während dessen Rotation durchführbar. Mit diesem Verfahren ist es jedoch nur bedingt möglich, kurzperiodische Fehler der Interpolation zu bestimmen, welche dazu dient, die Gitterperiode zu unterteilen. Durch Anwendung von Shearing-Fehlertrennverfahren ist es nun erstmals gelungen, aus der Differenzmessung eines Autokollimators gegen einen Winkelencoder die Fehler beider Winkelmesssysteme präzise zu trennen. Im Gegensatz zur Selbstkalibrierung ist das Verfahren insbesondere im Hinblick auf kleine Winkelskalen leistungsfähig. Dies wird anhand der Bestimmung der Interpolationsfehler des Winkelprimärstandards WMT 220 der PTB demonstriert, welcher ein radiales Phasengitters besitzt, das durch interferentielle Abtastköpfe ausgelesen wird.