光柵尺的原理

1、光柵尺光柵尺光柵尺是將動(dòng)態(tài)的位移測(cè)量以編碼方式輸出的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。光柵尺是將動(dòng)態(tài)的位移測(cè)量以編碼方式輸出的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。光柵尺光柵尺光柵尺光柵尺儀器簡(jiǎn)介儀器簡(jiǎn)介光柵尺是上世紀(jì)70年代的日本產(chǎn)品，它是利用光柵的莫爾條紋和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，在3mm的附法玻璃上鍍鉻刻1μ為一道的透明長(zhǎng)度尺，然后把它粘在鋁尺上?？抗庹凵浠蛲干浞答伒礁袘?yīng)器中進(jìn)行計(jì)量。光柵尺光柵尺工作原理工作原理光柵尺光柵尺常見(jiàn)光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進(jìn)行工作的

2、。當(dāng)使指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一角度來(lái)放置兩光柵尺時(shí)，必然會(huì)造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積最小，擋光效應(yīng)最弱，光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。相反，距交叉點(diǎn)較遠(yuǎn)的區(qū)域，因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來(lái)越少，不透明區(qū)域面積逐漸變大，即遮光面積逐漸變大，使得擋光效應(yīng)變強(qiáng)，只有較少的光線能通過(guò)這個(gè)區(qū)域透過(guò)光柵，使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)暗帶。這些與光柵線紋幾乎垂直

3、，相間出現(xiàn)的亮、暗帶就是莫爾條紋。莫爾條紋具有以下性質(zhì)：(1)當(dāng)用平行光束照射光柵時(shí)，透過(guò)莫爾條紋的光強(qiáng)度分布近似于余弦函數(shù)。(2)若用W表示莫爾條紋的寬度，d表示光柵的柵距，θ表示兩光柵尺線紋的夾角，則它們之間的幾何關(guān)系為W=d／sin（4—15）當(dāng)角很小時(shí)，取sin≈，上式可近似寫(xiě)成W=d／θ（4—16）若取d=0.01mmθ=0.01rad，則由上式可得W=1mm。這說(shuō)明，無(wú)需復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和電子系統(tǒng)，利用光的干涉現(xiàn)象，就能把光柵

4、的柵距轉(zhuǎn)換成放大100倍的莫爾條紋的寬度。這種放大作用是光柵的一個(gè)重要特點(diǎn)。(3)由于莫爾條紋是由若干條光柵線紋共同干涉形成的，所以莫爾條紋對(duì)光柵個(gè)別線紋之間的柵距誤差具有平均效應(yīng)，能消除光柵柵距不均勻所造成的影響。(4)莫爾條紋的移動(dòng)與兩光柵尺之間的相對(duì)移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距d，莫爾條紋便相應(yīng)移動(dòng)一個(gè)莫爾條紋寬度W，其方向與兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)的方向垂直，且當(dāng)兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)的方向改變時(shí)，莫爾條紋移動(dòng)的方向也隨之改變。根據(jù)上

5、述莫爾條紋的特性，假如我們?cè)谀獱枟l紋移動(dòng)的方向上開(kāi)4個(gè)觀察窗口A，B，C，D，且使這4個(gè)窗口兩兩相距1／4莫爾條紋寬度，即W／4。由上述討論可知，當(dāng)兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋隨之移動(dòng)，從4個(gè)觀察窗口A，B，C，D可以得到4個(gè)在相位上依次超前或滯后(取決于兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)的方向)1／4周期(即π／2)的近似于余弦函數(shù)的光強(qiáng)度變化過(guò)程，用表示，見(jiàn)圖49(c)。若采用光敏元件來(lái)檢測(cè)，光敏元件把透過(guò)觀察窗口的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，設(shè)

6、為。根據(jù)這4個(gè)電壓信號(hào)，可以檢測(cè)出光柵尺的相對(duì)移動(dòng)。光柵尺光柵尺儀器分類儀器分類光柵尺傳感器分為敞開(kāi)式和封閉式兩類。光柵尺光柵尺典型應(yīng)用典型應(yīng)用數(shù)控加工中心，機(jī)床，磨床，銑床，自動(dòng)卸貨機(jī)，金屬板壓制和焊接機(jī)，機(jī)器人和自動(dòng)化科技，生產(chǎn)過(guò)程測(cè)量機(jī)器，線性產(chǎn)品直線馬達(dá)直線導(dǎo)軌定位。光柵尺應(yīng)用在哪些行業(yè)光柵尺應(yīng)用在哪些行業(yè)光柵尺，屬光電傳感器，多運(yùn)用在精密機(jī)加工和數(shù)控機(jī)床上，用來(lái)精密測(cè)量物體的位移，作用是對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)起一個(gè)檢測(cè)的作用在數(shù)控