新款超紧凑光栅具有优异的速度、精度和可靠性

红外发光二极管把光发射到20 μm栅距的平面反射栅尺上。 栅尺的刻划周期均匀而且比较好非常重要，但不要求栅尺为优质的衍射光栅（狭缝）。 与RG2和RG4读数头一样，TONiC读数头的光学装置采用对很多栅尺周期进行均分的技术，有效滤掉了与非周期性的栅尺波纹，如灰尘。 在检测面留下一个纯正的正弦条纹区域。 这里使用的是一个多条纹结构，它非常细，能够产生4个对称定相信号形式的光电流。 这些结合在一起，用于产生具有高光谱纯度和低偏置值的正弦和余弦输出，同时保持500 kHz以上的带宽。

通过动态调节频道增益、偏置量以及对TONiC™读数头内LED指示灯源的控制，这些信号的平衡和强度控制进一步得到增强。 结果，固有周期误差（电子细分误差 - SDE）为±30 nm，相当于0.15%的光栅尺刻划周期。 在TONiC Ti接口内通过CORDIC算法细分。

IN-TRAC™参考零位直接被刻在增量光栅尺上。 此信号被光学滤波系统滤除，但被读数头内一个分离的光电检测器检测到。 通过光学感应和门控电路产生参考零位信号，在所有的速度下都具有双向可重复性。 与模拟通道有关的标定相位一安装即通过读数头内的逻辑自动执行，并提供全面的系统监控和安装帮助。

运动系统设计通常要在速度和精度之间取得一个平衡。TONiC™光栅尺解决这一难题，即使在高至0.1 μm的分辨率下采用各种直线光栅和圆光栅均可达到 3 m/s以上的速度。该产品包括一种新型Renishaw柔性镀金钢带光栅尺，光栅尺具有备受推崇的用户自选IN-TRAC™光学参考零位，利用按钮即可自动调节相位。的IN-TRAC™ 参考零位直接刻入增量信号通道中，这在上防止了扭摆引起的相位偏移，此外，确保了整个速度和温度范围内相位保持一致。

Renishaw的光栅系列产品因安装快捷简单而得到广泛认可。除了INTRAC™双向参考标记之外，新型TONiC™光栅还具有自动校正功能和一个包含两个内置诊断LED的读数头，将简便性提高至新的水平。

新型TONiC™读数头体积虽小，但读数头内含动态信号处理功能，进一步提高了信号的纯度和稳定性，细分误误差小于±30 nm。系统设计者可以使用读数头直接输出1 Vpp模拟信号，或从具有细分和诊断功能的15针D型插头输出数字信号。Renishaw 经过实践检验的光学滤波系统新增自动增益控制 (AGC)，可输出稳定的信号，具有的抗污能力，如灰尘、轻度油渍和划痕等，进一步确保了长期操作可靠性。

与所有Renishaw光栅一样，TONiC™光栅系统还能够适应恶劣的操作环境，能够耐70 °C的温度。此外，该产品符合的环境标准即WEEE和RoHS的要求。

工作原理
TONiC采用雷尼绍第三代光学滤波系统，可对多个光栅周期进行平均，有效滤除脏污等引起的非周期性特征。名义方波光栅条纹也被滤去，以在探测器上留下一个的正弦波形。这里使用的是一个多条纹结构，它非常细，能够产生4个对称相位信号形式的光电流。这些结合在一起可免去DC器件，并可产生具有高光谱纯度和低偏置值的正弦和余弦输出，同时保持500 kHz以上的带宽。

包括自动增益控制、自动平衡控制和自动偏置控制在内的集成高级动态信号调节组合在一起，确保实现超低电子细分误差 (SDE)（典型值 <±30 nm）。

光学滤波系统的这一改进加上精选的优质电子器件，大带宽增量信号可达到10 m/s的速度，同时也是同类光栅中位置抖动（噪声）最小的。在TONiC Ti接口内通过CORDIC算法细分，同时利用其他抗噪电子器件进一步增强高分辨率型TONiC的抗噪功能，从而实现抖动水平仅有0.5 nm RMS。


将IN-TRAC 参考零位刻划在增量式栅尺上，并通过读数头内部的分离光电检测器进行检测。如图所示，参考零位分离式探测器直接嵌入增量码道线性光电二极管阵列的中心，尽量避免出现扭摆失相。产生参考零位输出信号，在所有速度下双向重复精度都能够达到单位分辨率。这种的设计也受益于自动校准程序，该程序对参考零位进行电子定相，并优化动态信号调节。