傳感器與檢測技術第十講1

1、第四章 數字式傳感器常用數字式傳感器有：光柵式傳感器、磁柵式傳感器、編碼器、感應同步器數字式傳感器輸出信號的特征：頻率形式（單位時間內脈沖數目）脈沖周期（發(fā)一個脈沖所需時間）數字或代碼的形式第一節(jié) 光柵數字式傳感器分類光柵傳感器基本原理結構測量電路應用 分類：計量光柵物理光柵（衍射光柵）按原理和用途按原理 透射光柵反射光柵 按光柵表面結構和作用原理黑白光柵閃耀光柵（相位光柵） 按用途長光柵圓光柵 徑向光柵切向光柵 激光全息光柵、偏振光柵玻璃相位光柵的斷面光柵傳感器的結構和工作原理：光柵傳感器的工作基礎莫爾條紋莫爾條紋的形成莫爾條紋的重要特性光柵傳感器的結構透射式圓光柵傳感器莫爾條紋的形成：柵尺

2、結構莫爾條紋的形成遮光效應：兩塊光柵的刻線相交處形成亮帶；一塊光柵的刻線與另一塊光柵的縫隙相交處形成暗帶。 在和光柵刻線向垂直的方向上，就出現了明暗相間的條紋，這些條紋就是莫爾條紋。莫爾條紋的重要特性：運動的對應性；莫爾條紋的位移放大作用；誤差平均效應。光柵傳感器的結構：透射光柵傳感器 1光源；2透鏡；3主光柵；4指示光柵；5光電元件 組成：光柵付、光源、光電轉換電路透射式圓光柵傳感器：徑向光柵圓弧形莫爾條紋環(huán)形莫爾條紋切向光柵光柵傳感器常用光路：垂直透射式透射分光式反射式鏡像式垂直透射式光路 1光源；2透鏡；3主光柵；4指示光柵；5光電元件透射分光式光路： 1光源；2準直透鏡；3主光柵；4指

3、示光柵；5透鏡；6光闌；7光電元件 1主光柵；2指示光柵；3場鏡；4反光鏡； 5聚焦透；6光源；7物鏡；8光電元件 反射式光路： 鏡像式光路： 1光源；2半透半反射鏡；3聚光鏡；4主光柵； 5物鏡；6反射鏡；7光電元件測量電路：光電轉換電路辨向電路細分電路光電轉換電路： 主光柵和指示光柵做相對位移產生了莫爾條紋，莫爾條紋需要經過轉換電路才能將光信號轉換成電信號。光柵傳感器的光電轉換系統由聚光鏡和光敏元件組成，光敏元件可以將光量的變化轉換成電阻或電能的變化。 辨向原理：利用莫爾條紋測量位移的電路方框圖：光電元件前置放大器整形辨向電路可逆計數器細分原理：信號細分電路又稱為插補器。采用電路的手段對周

4、期性的測量信號進行插值，以提高辨率。光柵細分的方法：機械細分光學細分電路細分軟件細分直接細分（四倍頻細分）細分電橋電阻鏈細分（五細分）鑒向法細分復合細分1、直接細分（倍頻細分）2、移向電阻鏈細分（電橋細分法）電阻鏈細分：典型五倍頻細分集成芯片C5192,C5193應用：用于機床、儀器做長度測量、坐標顯示和數控系統的自動測量等 。型 號BG1BG1A光柵柵距40m（0.040mm）、20m（0.020mm）、10m（0.010mm）光柵測量系統透射式紅外光學測量系統，高精度性能的光柵玻璃尺讀數頭滾動系統垂直式五軸承滾動系統，優(yōu)異的重復定位性，高精度測量精度45五軸承滾動系統，優(yōu)異的重復定位性，高

5、等級的測量精度防護塵密封采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠，防水、防塵優(yōu)良，使用壽命長分辨率1m2m5m10m有效行程503000mm 每隔50mm一種長度規(guī)格（整體光柵不接長）工作速度20米/分鐘工作環(huán)境溫度050 濕度90(205)工作電壓5V5% 12V5%輸出電壓TTL 正弦波 BG1型光柵傳感器的技術指標在具體使用時要注意：（1）傳感器應盡量安裝在靠近設備工作臺的床身基面上。（2）根據設備的行程選擇傳感器的長度，光柵傳感器的有效長度應大于設備行程。（3）將傳感器固定在設備工作臺的基面上，確保主尺上端面同正面與移動方向平行，誤差0.1mm。（4）讀數頭固定于相對于主尺的另一基面上，讀數頭與主尺之間應保持0.80.15mm的間隙，盡量使讀數頭安