光柵傳感器的結構與工作原理

光柵是由很多等節距的透光的縫隙或不透光的刻線(xiàn)均勻、相間排列而成的光電器件。

光柵式傳感器(optical grating transducer)指采用光柵疊柵條紋原理測量位移的傳感器。光柵是在一塊長(cháng)條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線(xiàn)，刻線(xiàn)密度為 10~100線(xiàn)/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應，因而能提高測量精度。傳感器由標尺光柵、指示光柵、光路系統和測量系統四部分組成(見(jiàn)圖)。標尺光柵相對于指示光柵移動(dòng)時(shí)，便形成大致按正弦規律分布的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對運動(dòng)速度移動(dòng)，并直接照射到光電元件上，在它們的輸出端得到一串電脈沖，通過(guò)放大、整形、辨向和計數系統產(chǎn)生數字信號輸出，直接顯示被測的位移量。傳感器的光路形式有兩種:一種是透射式光柵，它的柵線(xiàn)刻在透明材料(如工業(yè)用白玻璃、光學(xué)玻璃等)上;另一種是反射式光柵，它的柵線(xiàn)刻在具有強反射的金屬(不銹鋼)或玻璃鍍金屬膜(鋁膜)上。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是量程大和精度高。光柵式傳感器應用在程控、數控機床和三坐標測量機構中，可測量靜、動(dòng)態(tài)的直線(xiàn)位移和整圓角位移。在機械振動(dòng)測量、變形測量等領(lǐng)域也有應用。

光柵的分類(lèi)

光柵傳感器的結構