光栅位移传感器演示幻灯片

1,光栅位移传感器,光栅尺位移传感器,GWC系列光栅位移传感器,2,长光栅-直线位移；圆光栅-角位移,长度-测量范围；刻线密度-测量精度(10、25、50、100、125线/mm),3,光栅位移传感器的结构及工作原理如图7-9所示，由主光栅、指示光栅、光源和光电器件等组成。主光栅固定在被测物体上，它随被测物体的直线位移而产生移动，其长度取决于测量范围，指示光栅相对于光电元件固定。当主光栅产生位移时，莫尔条纹便随着产生位移。用光电器件记录莫尔条纹通过某点的数目，便可知主光栅移动的距离，也就测得了被测物体的位移量。,4,其电压为：,主光栅,5,光栅位移传感器的结构原理图,6,莫尔条纹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7-7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。,7,图7-7光栅结构放大图,8,如果把两块栅距W相等的光栅面平行安装，且让它们的刻痕之间有较小的夹角时，这时光栅上会出现若干条明暗相间的条纹，这种条纹称莫尔条纹。如图7-8所示。莫尔条纹是光栅非重合部分光线透过而形成的亮带，它由一系列四棱形图案组成，如图7-8中dd线区所示。图7-8中ff线区则是由于光栅的遮光效应形成的。,9,图7-8莫尔条纹,10,长光栅莫尔条纹,主光栅,指示光栅,11,当光栅每移动一个光栅栅距W时，莫尔条纹也跟着移动一个条纹宽度BH。莫尔条纹的间距BH与两光栅线纹夹角之间的关系为,越小，BH越大，这相当于把栅距W放大大了1/倍。例如=0.1，则1/573，即莫尔条纹宽度BH是栅距W的573倍，这相当于把栅距放大了573倍，说明光栅具有位移放大作用，从而提高了测量的灵敏度。,位移的放大作用,12,莫尔条纹（Moire）,条纹宽度：,W-栅距，a-线宽，b-缝宽,W=a+b，a=b=W/2,特例：当=0,w1=w2B=光闸莫尔条纹当=0,w1w2纵向莫尔条纹,13,播放中,圆弧莫尔条纹,单击准备演示,播放动画,莫尔条纹动画,14,光闸莫尔条纹,播放动画,播放中,15,环形莫尔条纹,播放动画,播放中,单击准备演示,16,单击准备演示,辐射形莫尔条纹,播放动画,17,长光栅莫尔条纹,播放动画,18,长光栅光闸莫尔条纹,播放动画,19,(1)莫尔条纹的移动方向：当指示光栅不动，主光栅左右平移时，莫尔条纹将沿着指示栅线的方向上下移动。查看莫尔条纹的上下移动方向，即可确定主光栅左右移动方向。(2)位移的放大作用：当主光栅沿与刻线垂直方向移动一个栅距W时，莫尔条纹移动一个条纹间距B。当两个等距光栅的栅间夹角较小时，主光栅移动一个栅距W，莫尔条纹移动KW距离，K为莫尔条纹的放大系数：,结论：莫尔条纹测位移具有三个特点,20,条纹间距与栅距的关系为：,当角较小时，例如=30，则K=115，表明莫尔条纹的放大倍数相当大。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。从而实现高灵敏的位移测量。,(3)误差的平均效应：莫尔条纹具有平均光栅误差的作用,21,光栅位移传感器的应用光栅位移传感器：测量精度高（分辨率为0.1m），动态测量范围广（01000mm），可进行无接触测量，容易实现系统的自动化和数