光栅传感器的结构原理及应用,光栅的制作原理及方法

当有光源照射时,由于挡光效应(对刻线条/mm的光栅)或光的衍射作用(对刻线条/mm的光栅),与光栅刻线大致垂直的方向上形成明暗相间的条纹。

主光栅每移动一个栅距W,莫尔条纹也相应移动一个间距S。因此通过测量莫尔条纹的移动,就能测量光栅移动的大小和方向,这要比直接对光栅进行测量容易得多。

如砷化镓发光二极管,与光电元件组合使用时,与硅光敏三极管的峰值波长接近,所发光的峰值波长为 ,宽度由受光体的大小决定。半导体发光器件,转换效率低!

这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅,还有利用两刻痕间的反射光衍射的光栅,如在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕,两刻痕间的光滑金属面可以反射光,这种光栅成为反射光栅。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应,因而能提高测量精度。

在两光栅的刻线重合处,光从缝隙透过,形成亮带;在两光栅刻线的错开的地方,形成暗带;这些明暗相间的条纹称为莫尔条纹。

将主光栅与标尺光栅重叠放置,两者之间保持很小的间隙,并使两块光栅的刻线之间有一个微小的夹角,如图所示。

莫尔条纹的间距与栅距W和两光栅刻线的夹角(单位为rad)之间的关系为

3、通光孔:通光孔是发光体与受光体的通路,因此,它是帖在指示光栅板上的。从而测量位移量。一般为条形状,可以在 范围内工作,要考虑灵敏度、响应时间、光谱特性、稳定性、体积等因素。它有较小的功率,其长度由受光体的排列长度决定,1、光源:钨丝灯泡,使用寿命短。也有较快的响应速度。4、受光元件:受光元件是用来感知主光栅在移动时产生莫尔条纹的移动,有很高的转换效率,在选择光敏元件时,

这些条纹以光栅的相对运动速度移动,并直接照射到光电元件上,在它们的输出端得到一串电脉冲,通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出,直接显示被测的位移量。

一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成,刻痕为不透光部分,两刻痕之间的光滑部分可以透光,相当于一狭缝。精制的光栅,在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。

2、光栅付:由栅距相等的主光栅和指示光栅组成。主光栅和指示光栅相互重叠,但又不完全重合。两者栅线间会错开一个很小的夹角 ,以便于得到莫尔条纹。一般主光栅是活动的,它可以单独地移动,也可以随被测物体而移动,其长度取决于测量范围。指示光栅相对于光电器件而固定。

当指示光栅不动,主光栅的刻线与指示光栅刻线之间始终保持夹角,而使主光栅沿刻线的垂直方向作相对移动时,莫尔条纹将沿光栅刻线方向移动;光栅反向移动,莫尔条纹也反向移动。

的结构均由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件这几个主要部分构成。

系统四部分组成。标尺光栅相对于指示光栅移动时,便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。

光栅传感器的结构原理及应用,光栅的制作原理及方法

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