球(qiu)柵(zha)尺是(shi)壹種(zhong)新型的(de)長(chang)度測(ce)量(liang)傳(chuan)感器(qi)，具(ju)有抗(kang)幹(gan)擾、抗(kang)振動、抗(kang)汙染(ran)和(he)可(ke)靠耐(nai)用(yong)等(deng)優(you)點(dian)。它(ta)主(zhu)要(yao)由(you)尺身(shen)和(he)讀數頭組成(cheng)，尺身(shen)由(you)高等(deng)級的無(wu)縫鋼(gang)管(guan)和(he)若(ruo)幹(gan)個精(jing)密(mi)鋼(gang)球(qiu)密(mi)閉(bi)組(zu)合而(er)成(cheng)。球(qiu)柵(zha)尺采(cai)用(yong)電(dian)感(gan)測(ce)量(liang)原理，通過感(gan)應(ying)器產(chan)生(sheng)的電(dian)磁(ci)場切割鋼(gang)管中的精(jing)密(mi)鋼(gang)球(qiu)，實現電(dian)磁(ci)/磁電(dian)轉(zhuan)換，從而(er)進(jin)行(xing)位(wei)移測(ce)量(liang)。
球(qiu)柵(zha)尺的(de)響應(ying)速(su)度(du)和(he)刷(shua)新率對(dui)測(ce)量(liang)動(dong)態(tai)過程有顯(xian)著影響(xiang)，具(ju)體(ti)如(ru)下：
壹、響(xiang)應速度(du)的影(ying)響
1、實時(shi)性(xing)
響(xiang)應(ying)速(su)度快(kuai)的(de)球(qiu)柵(zha)尺能(neng)夠(gou)實時(shi)捕捉到(dao)被測(ce)物體(ti)的(de)位(wei)移變(bian)化(hua)。在高速(su)運(yun)動的(de)測(ce)量(liang)場景中，如(ru)自(zi)動化(hua)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)快速(su)移動(dong)的機(ji)械(xie)臂(bi)，或(huo)者(zhe)數控機(ji)床(chuang)在高速(su)切削過(guo)程中，如(ru)果(guo)球(qiu)柵(zha)尺的(de)響應(ying)速(su)度(du)慢，就(jiu)會產(chan)生(sheng)明(ming)顯(xian)的延(yan)遲。這可(ke)能(neng)導(dao)致測(ce)量(liang)數(shu)據不能(neng)及(ji)時(shi)反映實際位(wei)置，使(shi)得(de)控制(zhi)系統(tong)無法準確判斷(duan)當(dang)前位(wei)置，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)加工精(jing)度(du)或(huo)運(yun)動控制(zhi)的(de)精(jing)度(du)。
例(li)如(ru)，在高速(su)數控銑(xi)床(chuang)加工復雜(za)曲(qu)面(mian)時(shi)，刀(dao)具(ju)的(de)快(kuai)速移動需(xu)要(yao)球(qiu)柵(zha)尺能(neng)瞬(shun)間響應(ying)其(qi)位(wei)置變(bian)化(hua)。如(ru)果(guo)響(xiang)應(ying)速(su)度跟不上(shang)，就(jiu)會使(shi)刀(dao)具(ju)路(lu)徑(jing)偏離設計(ji)軌(gui)跡，造(zao)成加工誤(wu)差，甚(shen)至(zhi)損(sun)壞刀(dao)具(ju)和(he)工件。
2、動態(tai)測(ce)量(liang)準確性(xing)
當(dang)被測(ce)物體(ti)處(chu)於(yu)變速(su)運(yun)動狀態(tai)時(shi)，球(qiu)柵(zha)尺的(de)響應(ying)速(su)度(du)對測(ce)量(liang)準確性(xing)至(zhi)關重(zhong)要(yao)。如(ru)果(guo)響(xiang)應(ying)速(su)度不足，在物體(ti)加速或(huo)減(jian)速(su)過(guo)程中，可能(neng)會(hui)出(chu)現測(ce)量(liang)值(zhi)滯後或(huo)超前的情況。這(zhe)就(jiu)好比用(yong)壹個(ge)遲鈍(dun)的儀(yi)表(biao)去測(ce)量(liang)快(kuai)速(su)變化(hua)的物理量(liang)，得(de)到的結果(guo)會(hui)失(shi)真。
比(bi)如(ru)在汽(qi)車(che)安全氣囊(nang)彈(dan)出(chu)試(shi)驗裝置(zhi)中，模擬(ni)車輛碰撞時(shi)的(de)快(kuai)速(su)運(yun)動過(guo)程，球(qiu)柵(zha)尺需(xu)要(yao)快速(su)響(xiang)應(ying)車身模型(xing)的(de)位(wei)置變(bian)化(hua)，以(yi)確保對(dui)整(zheng)個運(yun)動過(guo)程的準確測(ce)量(liang)。否(fou)則(ze)，就(jiu)無法準確評估(gu)安全氣囊(nang)的(de)性(xing)能(neng)。
3、系統(tong)穩定性(xing)
快(kuai)速(su)的(de)響應(ying)速(su)度(du)有助(zhu)於維持(chi)整(zheng)個測(ce)量(liang)系統(tong)的穩定性(xing)。在閉(bi)環(huan)控制(zhi)系統(tong)中，球(qiu)柵(zha)尺作為(wei)反饋(kui)元(yuan)件，其(qi)及時(shi)準確的反饋(kui)能(neng)使(shi)控制(zhi)算(suan)法及(ji)時(shi)調(tiao)整(zheng)輸出(chu)，以(yi)保(bao)持(chi)系統(tong)的穩定運(yun)行。
以(yi)工業機(ji)器人的(de)運(yun)動控制(zhi)為(wei)例(li)，如(ru)果(guo)球(qiu)柵(zha)尺響(xiang)應速(su)度(du)慢(man)，控制(zhi)系統(tong)可能(neng)會(hui)因(yin)為(wei)得(de)不到及(ji)時(shi)準確的位(wei)置信(xin)息(xi)而(er)做(zuo)出(chu)錯誤(wu)的調整(zheng)，導(dao)致機器(qi)人運(yun)動振蕩或(huo)發(fa)散(san)，影(ying)響系統(tong)的穩定性(xing)和(he)安全性(xing)。
二(er)、刷新率的(de)影(ying)響
1、數據更新頻率(lv)
高刷(shua)新率意(yi)味(wei)著(zhe)球(qiu)柵(zha)尺能(neng)夠(gou)更頻(pin)繁(fan)地更新測(ce)量(liang)數(shu)據。在動態測(ce)量(liang)過(guo)程中，頻繁的(de)數據更新可以(yi)提(ti)供更細(xi)膩(ni)的(de)運(yun)動軌(gui)跡描述(shu)。例如(ru)，在高精(jing)度(du)的(de)3D打印(yin)過程中，高刷(shua)新率的(de)球(qiu)柵(zha)尺可(ke)以(yi)捕捉到(dao)打印(yin)噴頭微(wei)小(xiao)的移(yi)動變化(hua)，從而(er)使(shi)打印(yin)出(chu)的模型(xing)更加精(jing)細(xi)、準確。
如(ru)果(guo)刷(shua)新率較低，在壹些(xie)快(kuai)速(su)運(yun)動的(de)細(xi)節(jie)部分(fen)可(ke)能(neng)會(hui)丟失(shi)信(xin)息(xi)。比如(ru)在測(ce)量(liang)壹個(ge)高速(su)旋轉(zhuan)的電(dian)機(ji)軸的(de)同(tong)心(xin)度(du)時(shi)，低(di)刷(shua)新率可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致某些(xie)時(shi)刻的(de)數(shu)據缺(que)失(shi)，無法準確描繪出(chu)軸的實際運(yun)動軌(gui)跡，進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)對(dui)同(tong)心(xin)度(du)的(de)準確評估(gu)。
2、與控制(zhi)系統(tong)的匹(pi)配性(xing)
球(qiu)柵(zha)尺的(de)刷新率需(xu)要(yao)與控制(zhi)系統(tong)的處(chu)理能(neng)力相(xiang)匹(pi)配。如(ru)果(guo)刷(shua)新率過(guo)高，而(er)控制(zhi)系統(tong)無法及(ji)時(shi)處(chu)理這(zhe)些(xie)數(shu)據，就(jiu)會造(zao)成數據擁(yong)堵(du)，反而(er)影(ying)響(xiang)測(ce)量(liang)和(he)控制(zhi)的(de)效果(guo)。就(jiu)像(xiang)壹條高速(su)公(gong)路(lu)，如(ru)果(guo)車(che)輛（數據）過(guo)多(duo)，而(er)收(shou)費站(zhan)（控制(zhi)系統(tong)）處(chu)理能(neng)力有限(xian)，就(jiu)會出(chu)現擁(yong)堵(du)情況。
相(xiang)反，如(ru)果(guo)刷(shua)新率過(guo)低(di)，控制(zhi)系統(tong)可能(neng)無(wu)法充分利(li)用(yong)球(qiu)柵(zha)尺的(de)測(ce)量(liang)數(shu)據，限(xian)制(zhi)了系統(tong)性(xing)能(neng)的(de)發(fa)揮(hui)。因(yin)此(ci)，需要(yao)根據具(ju)體(ti)的(de)控制(zhi)系統(tong)和(he)應(ying)用(yong)場景選(xuan)擇(ze)合適的刷(shua)新率。
球(qiu)柵(zha)尺的(de)響應(ying)速(su)度(du)和(he)刷(shua)新率對(dui)測(ce)量(liang)動(dong)態(tai)過程至(zhi)關重(zhong)要(yao)，它們(men)直(zhi)接影(ying)響測(ce)量(liang)的(de)實時(shi)性(xing)、準確性(xing)和(he)系統(tong)穩定性(xing)。在選(xuan)擇(ze)和(he)應(ying)用(yong)球(qiu)柵(zha)尺時(shi)，需(xu)綜(zong)合考(kao)慮(lv)具(ju)體(ti)測(ce)量(liang)需(xu)求(qiu)和(he)系統(tong)要(yao)求，以(yi)實現測(ce)量(liang)和(he)控制(zhi)效果(guo)。
