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光栅式传感器ppt课件

作者:必发88游戏登录 来源:必发88官网游戏 日期: 2022-04-12 00:04:19 人气: - 评论: 1

  .1 光栅传感器的结构 .2 莫尔条纹形成的原理 .3 莫尔条纹技术的特点 .4 光栅的光路 .5 辨向原理 .6 细分技术

  光栅传感器由光源、透镜、光栅副(主光栅和 指示光栅)和光电接收元件组成。

  与光电元件相组合的转换效率低。在机械振动和冲击 条件下工作时,使用寿命将降低。

  如砷化镓发光二极管,与硅光敏三极管相结合,转换 效率最高可达30%左右。砷化镓发光二极管的脉冲响 应速度约为几十ns,可以使光源工作在触发状态,从 而减小功耗和热耗散。

  包括有光电池和光敏三极管等部分。 在采用固态光源时,需要选用敏感波长与光源

  相接近的光敏元件,以获得高的转换效率。 在光敏元件的输出端,常接有放大器,通过放 大器得到足够的信号输出以防干扰的影响。

  (1)调整夹角即可得到很大的莫尔条纹的宽度,起到了 放大作用,又提高了测量精度。

  (2)莫尔条纹的光强度变化近似正弦变化,便于将电信 号作进一步细分,即采用“倍频技术”。这样可以提 高测量精度或可以采用较粗的光栅。

  (3)光电元件对于光栅刻线的误差起到了平均作用。刻 线的局部误差和周期误差对于精度没有直接的 影响。 因此可得到比光栅本身的刻线精度高的测量精度。 这是用光栅测量和普通标尺测量的主要差别。

  1)莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成的, 对光栅的刻划误差有平均作用,从而能在很大程 度上消除光栅刻线)当指示光栅沿与栅线垂直的方向作相对移动 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);指示光栅反向移动,莫尔条 纹亦反向移动。在图中,当指示光栅向右移动时, 莫尔条纹向上运动。

  3)莫尔条纹的间距是放大了的光栅栅距,它随 着指示光栅与主光栅刻线夹角而改变。越小,越 大,相当于把微小的栅距扩大了 1 倍。由此可 见,计量光栅起到光学放大器的作用。

  例如,对25线/mm的长光栅而言,=0.04mm, 若=0.016rad,则=2.5mm.,光敏元件可以分辨 2.5mm的间隔,但无法分辨0.04mm的间隔。 4)莫尔条纹移过的条纹数与光栅移过的刻线线/mm光栅时,若光栅移动了 xmm(也就是移过了100×x条光栅刻线),则从 光电元件面前掠过的莫尔条纹也是100×条。由于 莫尔条纹比栅距宽得多,所以能够被光敏元件所识 别。将此莫尔条纹产生的电脉冲信号计数,就可知 道移动的实际距离了。

  当标尺光栅相对于指示光栅转动时,条纹即沿径向移动, 测出条纹移动数目,即可得到标尺光栅相对指示光栅转动的角度。

  此光路适合于粗栅距的黑白透射光栅。 特点:结构简单,位置紧凑,调整使用方便,应用广泛。

  1反射主光栅 2-指示光栅 3-场镜 4-反射镜 5-聚光镜 6-光源 7-物镜 8-光电电池。

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