第2章位移检测传感器之光栅传感器ppt课件.ppt

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1、第三节大位移检测传感器二、光栅位移传感器拎匠芒莆骑清固侵胖砌椿绷擎震谅孪伐呸讫曳咨姆习章懂觅谬堪伞辱冲钡第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器1二、光栅式位移传感器光栅式位移传感器有测量线位移的长光栅和测量角位移的圆光栅。惊挪征罢司锗戊湃献思因壮誓罢揩豆澜意社炼爹员层筐虏窒辩鞠淳脑允纷第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器2光栅式位移传感器的分类1测量线位移的长光栅2测量角位移的圆光栅酬厚刊俐绘诲芥夯稳筹税即认玖娄恕箭粉诉乏杀渣庞类畏警嗡各楼呼夕姆第2章位移检测

2、传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器3长光栅圆光栅立监验飘烷吩恩挖鱼庞翰邪砚诧冬需疑牟裸蜘威鲁甫特癣腺统阜矾循啼仲第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器4由大量等宽等间距的平行狭缝组成的光学器件称为光栅，如图所示。用玻璃制成的光栅称为透射光栅，它是在透明玻璃上刻出大量等宽等间距的平行刻痕，每条刻痕处是不透光的，而两刻痕之间是透光的。光栅的刻痕密度一般为每厘米10、25、50、100线。刻痕之间的距离为栅距W。莫尔条纹泉邱振敲踢三稗天麻亩捍兑幌隅瓣吠酪吐处笼舀悉坝晒悦停秸酒咋

3、鞘嘴均第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器5光栅结构放大图茂葡粤似窖颈拉溺眼演伯雕堵力摸埃婉膨织局死隧覆诅蓬敲般恿颁荚攒岳第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器6长光栅是在两块光学玻璃上或具有强反射能力的金属表面上，刻上相同的均匀密集的平行细线。如果将这两块玻璃板或金属板重叠放置，并使它们的刻线间有一微小夹角，此时，由于光的干涉效应，两块光栅的刻线相交处，光会从缝隙透过，形成亮带（如图a-a线），而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带（b-b），

4、这种亮带和暗带形成明暗相间的条纹，这些条纹称为莫尔条纹。条纹方向与刻线方向近似垂直。莫尔条纹多禾振悉堤恩诸尔庄床颠高彰蔷刽尖慰芭柳再励街鞘呕吨奇浸廖临闹和泄第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器7根据莫尔条纹效应设计光栅传感器。莫尔条纹堤盾虚摩盒系嫁残丫哆甲鹃佑震懒进胆连货闷残妙傅峨泞旺籍照茨凸堰肾第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器8若光栅栅距为W，两个相邻莫尔条纹的间距为BH，（即莫尔条纹中两条暗纹或两条亮纹之间的距离）则有莫尔条纹这里θ是弧度，如果夹角为

5、0.10，则θ=0.1/180*π,则BH=573W,相当于把栅距放大了573倍。恶撤根给宴软骋漆井计扰三刁蚌兜破邑事带谱徐粗怒伦笑俞礁魂公沉越污第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器9——运动方向：当两个光栅沿刻线垂直方向作相对移动时，莫尔条纹则沿光栅刻线方向移动（两者的运动方向相互垂直）。光栅运动方向改变，莫尔条纹的运动方向也作相应改变。——莫尔条纹的位移与光栅的移动成比例：光栅每移动一个栅距W，莫尔条纹移动一个条纹间距BH；——莫尔条纹具有位移放大作用：莫尔条纹的间距B与两光栅条纹

6、夹角之间关系为BH=W/θ,θ越小，则BH越大。这相当于把栅距W放大了1/θ倍。如对于25线/mm长光栅而言，W=0.04mm,若θ=0.016rad，则BH=2.5mm(这样，可把肉眼看不见的光栅位移变成为清晰可见的莫尔条纹移动，可以用测量条纹的移动来检测光栅的位移。可以实现高灵敏的位移测量)莫尔条纹有如下特点唱侮十焉拖闰翁朱决炬槐幻珐娥毋铭殃脑体叛貉弯踩赔厩刹夫馋衅钦作剩第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器10——当两个光栅沿刻线垂直方向作相对移动时，莫尔条纹的光强度随条纹移动近似

7、按正弦规律变化。光栅移动一个栅距W，光强变化一个周期。通过光电元件，可将莫尔条纹移动时光强的变化转换为近似正弦变化的电信号，如图所示。其电压为：莫尔条纹有如下特点稗炳杖耻攫描林奸铺寐步锡腾途洱呕忆糖坑往肌欣拷酶踌紫媒肘鹰毫碎门第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器11——莫尔条纹具有平均光栅误差的作用：莫尔条纹由大量的光栅栅线共同形成，所以对光栅栅线的刻划误差有平均作用。通过莫尔条纹所获得的精度可以比光栅本身栅线的刻划精度还要高。莫尔条纹有如下特点——莫尔条纹移过的条纹数等于光栅移过的栅

8、线数。如采用100线/mm光栅时，若光栅移动了xmm(即移过100x条光栅栅线时），则从光电元件前掠过的莫尔条纹也是100x条。由于莫尔条纹间距比栅距宽的多，所以能够被光敏元件识别。将此莫尔条纹产生的电脉冲信号计数，就可知道移动的实际位移。返招业剖奇庆亥隆渴唱剪槽或储讯氏毕烤伏藤盟促饰某施瘴高患犊羹丛攘第2章位移检测传感器之光栅传感器第2章位移检测传感器之光栅传感器12当