項目二光柵傳感器2課件

項目二光柵傳感器22022/12/30項目二光柵傳感器2項目二光柵傳感器22022/12/29項目二光柵傳感器212、分類按原理和用途：物理光柵和計量光柵物理光柵：刻線細(xì)密,利用光的衍射現(xiàn)象,主要用于光譜分析和光波長等量的測量。計量光柵：主要利用莫爾現(xiàn)象實現(xiàn)長度、角度、速度、加速度、振動等幾何量的測量。項目二光柵傳感器22、分類項目二光柵傳感器222、分類按光的走向：透射式（玻璃）和反射式（金屬）透射式光柵：刻劃基面采用玻璃材料反射式光柵：刻劃基面采用金屬材料按柵線形式：黑白光柵（幅值光柵）和閃耀光柵（相位光柵）黑白光柵：利用照相復(fù)制工藝加工而成,其柵線與縫隙為黑白相間結(jié)構(gòu)；相位光柵：橫斷面呈鋸齒狀,常用刻劃工藝加工而成。項目二光柵傳感器22、分類項目二光柵傳感器232、分類按應(yīng)用類型：長光柵和圓光柵長光柵：刻劃在玻璃尺上的光柵，也稱為光柵尺，刻線相互平行；用于測量長度或線位移項目二光柵傳感器22、分類長光柵：刻劃在玻璃尺上的光柵，也稱為光柵尺，刻線相互4構(gòu)成：主光柵---標(biāo)尺光柵，定光柵；指示光柵---動光柵長度---測量范圍；刻線密度---測量精度(10、25、50、100、125線/mm)項目二光柵傳感器2構(gòu)成：主光柵---標(biāo)尺光柵，定光柵；指示光柵---動5圓光柵：在圓盤玻璃上刻線，用來測量角度或角位移.項目二光柵傳感器2圓光柵：在圓盤玻璃上刻線，用來測量角度或角位移.項目二光柵6柵距柵線寬度縫隙寬度柵距角項目二光柵傳感器2柵距柵線寬度縫隙寬度柵距角項目二光柵傳感器27圓光柵分類：根據(jù)柵線刻劃的方向，圓光柵分三種：

徑向光柵:其柵線的延長線全部通過光柵盤的圓心；切向光柵:其全部柵線與一個和光柵盤同心的直徑只有零點兒或幾個毫米的小圓相切;環(huán)形光柵:一簇等間距同心圓組成.若按光線的走向，圓光柵只有透射光柵。項目二光柵傳感器2圓光柵分類：項目二光柵傳感器28項目二光柵傳感器2項目二光柵傳感器293.莫爾條紋1).莫爾條紋的形成及其特征 當(dāng)指示光柵和主光柵的刻線相交一個微小的夾角θ時,光源照射光柵尺，由于擋光效應(yīng)，兩塊光柵刻線的相交處形成暗帶，而在刻線彼此錯開處形成亮帶。在與光柵線紋大致垂直的方向上,產(chǎn)生出亮暗相間的條紋,這些條紋稱為“莫爾條紋”。項目二光柵傳感器23.莫爾條紋1).莫爾條紋的形成及其特征項目二光柵傳感器210莫爾條紋項目二光柵傳感器2莫爾條紋項目二光柵傳感器211

長光柵橫向莫爾條紋項目二光柵傳感器2長光柵橫向莫爾條紋項目二光柵傳感器212橫向莫爾條紋：由于兩光柵的柵線夾角θ很小，條紋近似與柵線的方向垂直，故稱為橫向莫爾條紋?？v向莫爾條紋：當(dāng)柵線的夾角θ＝0，且兩光柵柵距不等時產(chǎn)生的莫爾條紋。光閘莫爾條紋：當(dāng)柵線的夾角θ＝0,且兩光柵柵距相等時產(chǎn)生的莫爾條紋。項目二光柵傳感器2橫向莫爾條紋：由于兩光柵的柵線夾角θ很小，條紋近似與柵線的13橫向莫爾條紋光閘莫爾條紋縱向莫爾條紋項目二光柵傳感器2橫向莫爾條紋光閘莫爾條紋142)莫爾條紋的特征①、位移放大作用相鄰兩條莫爾條紋間距B與柵距w及兩光柵夾角θ的關(guān)系為：B項目二光柵傳感器22)莫爾條紋的特征①、位移放大作用相鄰兩條莫爾條紋間距B與15結(jié)論：θ越小,k越大，B越大。例如：θ=0.1°，W=0.02mm時θ=0.1°=0.1×2π/360=0.00175432rad則：B=11.4592mm。莫爾條紋間距放大了光柵間距，令k為放大系數(shù)，則：項目二光柵傳感器2結(jié)論：莫爾條紋間距放大了光柵間距，令k為放大系數(shù)，則：項目二16②、運動對應(yīng)關(guān)系

通過莫爾條紋的運動特性判別光柵的運動特性光柵移動一個柵距，莫爾條紋移動一個條紋間隔；光柵改變運動方向，莫爾條紋隨之改變運動方向。當(dāng)移動的刻線數(shù)i和角度θ一定時，莫爾條紋間距B與移動距離x成正比，即：

項目二光柵傳感器2②、運動對應(yīng)關(guān)系

通過莫爾條紋的運動特性判別光柵的運17

③誤差的平均效應(yīng)光電元件對光柵的柵距誤差具有平均消差作用。莫爾條紋由光柵的大量刻線形成,幾條刻線的柵距誤差或斷裂對莫爾條紋的位置和形狀影響甚微。能在很大程度上消除短周期誤差的影響。項目二光柵傳感器2③誤差的平均效應(yīng)項目二光柵傳感器218工作原理：

利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象實現(xiàn)幾何量的測量：光柵的相對移動使透射光強度呈周期性變化，光電元件把這種光強信號變?yōu)橹芷谛宰兓碾娦盘枺呻娦盘柕淖兓纯色@得光柵的相對移動量。特點：

數(shù)字式傳感器：能把被測的模擬量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。與模擬傳感器相比，數(shù)字式傳感器抗干擾能力強,穩(wěn)定性強;易于微機接口,便于信號處理和實現(xiàn)自動化測量。2.2光柵傳感器的工作原理項目二光柵傳感器2工作原理：2.2光柵傳感器的工作原理項目二光柵傳感器219一、光電轉(zhuǎn)換原理

1－光源；2－聚光鏡；3－光柵主尺；4－指示光柵；5－光敏元件；6－莫爾條紋；7－光強分布項目二光柵傳感器2一、光電轉(zhuǎn)換原理1－光源；2－聚光鏡；3－光柵主尺；4－指20光閘莫爾條紋光電轉(zhuǎn)換原理理想情況：三角形項目二光柵傳感器2光閘莫爾條紋光電轉(zhuǎn)換原理理想情況：三角形項目二光柵傳感器21二、光閘莫爾條紋測量位移原理當(dāng)光電元件5接收到明暗相間的正弦信號時,根據(jù)光電轉(zhuǎn)換原理將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。當(dāng)主光柵移動一個柵距w時,電信號則變化了一個周期。光電元件輸出波形為：直流分量交流分量光柵相對位移量項目二光柵傳感器2二、光閘莫爾條紋測量位移原理直流分量交流分量光柵相對位移量項22當(dāng)波形重復(fù)到原來的相位和幅值時,相當(dāng)于光柵移動了一個柵距w,如果光柵相對位移了N個柵距,此時位移x=NW。因此,只要能記錄移動過的莫爾條紋數(shù)N,就可以知道光柵的位移量x值。這就是利用光閘莫爾條紋測量位移的原理。項目二光柵傳感器2當(dāng)波形重復(fù)到原來的相位和幅值時,相當(dāng)于光柵移動了一個柵距w23三、辨向原理及辨向電路1）辨向的原因

當(dāng)指示光柵無論向前或向后移動時，在一固定點安裝的光電元件只能接收到莫爾條紋明暗交替的變化，后面的數(shù)字電路都將發(fā)生同樣的計數(shù)脈沖，從而無法辨別光柵移動的方向，也不能正確測量出有往復(fù)移動時位移的大小。因而必須在測量電路中加入辨向電路。項目二光柵傳感器2三、辨向原理及辨向電路1）辨向的原因項目二光柵傳感器2242）辨向原理與辨向電路為辨別主光柵的移動方向,需要有兩個具有相差的莫爾條紋信號同時輸入來辨別移動方向,且兩個莫爾條紋信號相差90°相位。實現(xiàn)的方法是在相隔B／4條紋間隔的位置上安裝兩只光敏元件,當(dāng)莫爾條紋移動時兩個狹縫的亮度變化規(guī)律完全一樣,相位相差π／2。滯后還是超前完全取決于光柵的運動方向。這種區(qū)別運動方向的方法稱為位置細(xì)分辨向原理。項目二光柵傳感器22）辨向原理與辨向電路為辨別主光柵的移動方向,需要有兩個具25圖7.5辨向原理項目二光柵傳感器2圖7.5辨向原理項目二光柵傳感器2261、2－光電元件；3－指示光柵；4－莫爾條紋；A－光柵移動方向；B－莫爾條紋移動方向；U1－元件AB對應(yīng)的輸出電壓；U2－元件CD對應(yīng)的輸出電壓；項目二光柵傳感器21、2－光電元件；3－指示光柵；4－莫爾條紋；項目二27AB與CD兩個狹縫在結(jié)構(gòu)上相差π／2,所以它們在光電元件上取得的信號必是相差π／2。AB為主信號,CD為門控信號。當(dāng)主光柵作正向運動時,CD產(chǎn)生的信號只允許AB產(chǎn)生的正脈沖通過,門電路在可逆計數(shù)器中作加法運算；當(dāng)主光柵作反方向移動時,則CD產(chǎn)生的負(fù)值信號只讓AB產(chǎn)生的負(fù)脈沖通過,門電路在可逆計數(shù)器中作減法運算。項目二光柵傳感器2AB與CD兩個狹縫在結(jié)構(gòu)上相差π／2,所以它們在光電元件上取28辨向電路項目二光柵傳感器2辨向電路項目二光柵傳感器229U1和U2經(jīng)過整形后得兩個方波信號U1ˊ和U2ˊ。U1ˊ產(chǎn)生計數(shù)脈沖，U2ˊ的電平狀態(tài)作為與門的控制信號,來控制在不同的移動方向時,U1ˊ所產(chǎn)生的脈沖輸出路線。這樣就可以根據(jù)運動方向正確的給出加計數(shù)脈沖或減計數(shù)脈沖,再將其輸入可逆計數(shù)器,實時顯示出相對于某個參考點的位移量。

項目二光柵傳感器2U1和U2經(jīng)過整形后得兩個方波信號U1ˊ和U2ˊ。項目二30當(dāng)光柵沿A向移動時,莫爾條紋向B向移動。U2超前U190°。U1ˊ經(jīng)微分電路后產(chǎn)生的脈沖（如圖中實線所示）正好發(fā)生在U2ˊ的“1”電平時,從而經(jīng)Y1輸出一個加計數(shù)脈沖;而U1ˊ經(jīng)反相并微分后產(chǎn)生的脈沖（如圖中虛線所示）則與U2ˊ的“0”電平相遇,與門Y2被阻塞,無脈沖輸出。當(dāng)光柵沿A反方向移動時,莫爾條紋向B反向移動。U1超前U290°。U1ˊ的微分脈沖發(fā)生在U2ˊ為“0”電平時,與門Y1無脈沖輸出;而U1ˊ的反相微分脈沖則發(fā)生在U2ˊ的“1”電平時,與門Y2輸出一個減計數(shù)脈沖。項目二光柵傳感器2當(dāng)光柵沿A向移動時,莫爾條紋向B向移動。U2超前U19031辨向電路各點波形項目二光柵傳感器2辨向電路各點波形項目二光柵傳感器232項目二光柵傳感器2項目二光柵傳感器2332.3莫爾條紋細(xì)分技術(shù)目的：提高分辨力（測量更小的位移量）。細(xì)分方法：1.增加光柵刻線密度；2.電子細(xì)分；3.機械和光學(xué)細(xì)分。項目二光柵傳感器22.3莫爾條紋細(xì)分技術(shù)目的：提高分辨力（測量更小的位移量34電子細(xì)分：在一個柵距即一個莫爾條紋信號變化周期內(nèi),發(fā)出n個脈沖,每個脈沖代表原來柵距的1/n。由于細(xì)分后計數(shù)脈沖頻率提高了n倍,因此也稱之為n倍頻法。通常采用的電子細(xì)分方法有：四倍頻細(xì)分和電橋細(xì)分等。項目二光柵傳感器2電子細(xì)分：在一個柵距即一個莫爾條紋信號變化周期內(nèi),發(fā)出n個351.四倍頻細(xì)分方案：在一個莫爾條紋寬度上并列放置四個光電元件，得到四個相差依次為π/2的電壓信號；或在相差B/4位置上安放兩個光電元件，得到兩個相差π/2電壓信號，將這兩個信號整形、反相后得到四個依次相差π/2的電壓信號。在光柵作相對運動時，經(jīng)過微分電路，在正向運動時，得到四個微分脈沖（加計數(shù)脈沖）；反向運動時，得到四個微分脈沖（減計數(shù)脈沖）。項目二光柵傳感器21.四倍頻細(xì)分在光柵作相對運動時，經(jīng)過微分電路，在正向運36相距B/4放置四個光電元件

項目二光柵傳感器2相距B/4放置四個光電元件項目二光柵傳感器237四倍頻細(xì)分電路原理框圖項目二光柵傳感器2四倍頻細(xì)分電路原理框圖項目二光柵傳感器238細(xì)分前后比較項目二光柵傳感器2細(xì)分前后比較項目二光柵傳感器2392.4光柵傳感器的光學(xué)系統(tǒng)組成：光源、透鏡、光柵、光敏元件光源：白熾燈或其它發(fā)光元件；透鏡：把光線變成平行光束照射在光尺上；光敏元件：輸出電壓信號；形式：透射直讀式、反射直讀式、反射積分式等項目二光柵傳感器22.4光柵傳感器的光學(xué)系統(tǒng)組成：光源、透鏡、光柵、光敏元件401、透射直讀式特點：光電元件采用四極硅光電池構(gòu)成四細(xì)分直讀式分光系統(tǒng)，輸出的四路電信號相位依次相差π/2，相當(dāng)于對莫爾條紋信號進(jìn)行四細(xì)分。項目二光柵傳感器21、透射直讀式特點：光電元件采用四極硅光電池構(gòu)成四細(xì)分直讀式41特點：標(biāo)尺光柵為反射式光柵，光源經(jīng)透鏡成平行光束并以一定角度射向指示光柵，莫爾條紋是由標(biāo)尺光柵反射回來的光線與指示光柵相互作用而成。（b）反射直讀式2、反射直讀式項目二光柵傳感器2特點：標(biāo)尺光柵為反射式光柵，（b）反射直讀式2、反射直讀式項42特點：只用一個閃耀光柵作主光柵，沒有指示光柵，利用光的衍射和干涉現(xiàn)象測量位移。3、反射積分式項目二光柵傳感器2特點：只用一個閃耀光柵作主光柵，沒有指示光柵，利用光的衍射和432.5光柵傳感器的應(yīng)用由于光柵傳感器測量精度高、動態(tài)測量范圍廣、可進(jìn)行無接觸測量、易實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化和數(shù)字化，因而在機械工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。光柵傳感器通常作為測量元件應(yīng)用于機床定位、長度和角度的計量儀器中，并用于測量速度、加速度、振動等。項目二光柵傳感器22.5光柵傳感器的應(yīng)用由于光柵傳感器測量精度高、動44例:

光柵式萬能測長儀項目二光柵傳感器2例:

光柵式萬能測長儀項目二光柵傳感器245演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/30項目二光柵傳感器2演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew46項目二光柵傳感器22022/12/30項目二光柵傳感器2項目二光柵傳感器22022/12/29項目二光柵傳感器2472、分類按原理和用途：物理光柵和計量光柵物理光柵：刻線細(xì)密,利用光的衍射現(xiàn)象,主要用于光譜分析和光波長等量的測量。計量光柵：主要利用莫爾現(xiàn)象實現(xiàn)長度、角度、速度、加速度、振動等幾何量的測量。項目二光柵傳感器22、分類項目二光柵傳感器2482、分類按光的走向：透射式（玻璃）和反射式（金屬）透射式光柵：刻劃基面采用玻璃材料反射式光柵：刻劃基面采用金屬材料按柵線形式：黑白光柵（幅值光柵）和閃耀光柵（相位光柵）黑白光柵：利用照相復(fù)制工藝加工而成,其柵線與縫隙為黑白相間結(jié)構(gòu)；相位光柵：橫斷面呈鋸齒狀,常用刻劃工藝加工而成。項目二光柵傳感器22、分類項目二光柵傳感器2492、分類按應(yīng)用類型：長光柵和圓光柵長光柵：刻劃在玻璃尺上的光柵，也稱為光柵尺，刻線相互平行；用于測量長度或線位移項目二光柵傳感器22、分類長光柵：刻劃在玻璃尺上的光柵，也稱為光柵尺，刻線相互50構(gòu)成：主光柵---標(biāo)尺光柵，定光柵；指示光柵---動光柵長度---測量范圍；刻線密度---測量精度(10、25、50、100、125線/mm)項目二光柵傳感器2構(gòu)成：主光柵---標(biāo)尺光柵，定光柵；指示光柵---動51圓光柵：在圓盤玻璃上刻線，用來測量角度或角位移.項目二光柵傳感器2圓光柵：在圓盤玻璃上刻線，用來測量角度或角位移.項目二光柵52柵距柵線寬度縫隙寬度柵距角項目二光柵傳感器2柵距柵線寬度縫隙寬度柵距角項目二光柵傳感器253圓光柵分類：根據(jù)柵線刻劃的方向，圓光柵分三種：

徑向光柵:其柵線的延長線全部通過光柵盤的圓心；切向光柵:其全部柵線與一個和光柵盤同心的直徑只有零點兒或幾個毫米的小圓相切;環(huán)形光柵:一簇等間距同心圓組成.若按光線的走向，圓光柵只有透射光柵。項目二光柵傳感器2圓光柵分類：項目二光柵傳感器254項目二光柵傳感器2項目二光柵傳感器2553.莫爾條紋1).莫爾條紋的形成及其特征 當(dāng)指示光柵和主光柵的刻線相交一個微小的夾角θ時,光源照射光柵尺，由于擋光效應(yīng)，兩塊光柵刻線的相交處形成暗帶，而在刻線彼此錯開處形成亮帶。在與光柵線紋大致垂直的方向上,產(chǎn)生出亮暗相間的條紋,這些條紋稱為“莫爾條紋”。項目二光柵傳感器23.莫爾條紋1).莫爾條紋的形成及其特征項目二光柵傳感器256莫爾條紋項目二光柵傳感器2莫爾條紋項目二光柵傳感器257

長光柵橫向莫爾條紋項目二光柵傳感器2長光柵橫向莫爾條紋項目二光柵傳感器258橫向莫爾條紋：由于兩光柵的柵線夾角θ很小，條紋近似與柵線的方向垂直，故稱為橫向莫爾條紋?？v向莫爾條紋：當(dāng)柵線的夾角θ＝0，且兩光柵柵距不等時產(chǎn)生的莫爾條紋。光閘莫爾條紋：當(dāng)柵線的夾角θ＝0,且兩光柵柵距相等時產(chǎn)生的莫爾條紋。項目二光柵傳感器2橫向莫爾條紋：由于兩光柵的柵線夾角θ很小，條紋近似與柵線的59橫向莫爾條紋光閘莫爾條紋縱向莫爾條紋項目二光柵傳感器2橫向莫爾條紋光閘莫爾條紋602)莫爾條紋的特征①、位移放大作用相鄰兩條莫爾條紋間距B與柵距w及兩光柵夾角θ的關(guān)系為：B項目二光柵傳感器22)莫爾條紋的特征①、位移放大作用相鄰兩條莫爾條紋間距B與61結(jié)論：θ越小,k越大，B越大。例如：θ=0.1°，W=0.02mm時θ=0.1°=0.1×2π/360=0.00175432rad則：B=11.4592mm。莫爾條紋間距放大了光柵間距，令k為放大系數(shù)，則：項目二光柵傳感器2結(jié)論：莫爾條紋間距放大了光柵間距，令k為放大系數(shù)，則：項目二62②、運動對應(yīng)關(guān)系

通過莫爾條紋的運動特性判別光柵的運動特性光柵移動一個柵距，莫爾條紋移動一個條紋間隔；光柵改變運動方向，莫爾條紋隨之改變運動方向。當(dāng)移動的刻線數(shù)i和角度θ一定時，莫爾條紋間距B與移動距離x成正比，即：

項目二光柵傳感器2②、運動對應(yīng)關(guān)系

通過莫爾條紋的運動特性判別光柵的運63

③誤差的平均效應(yīng)光電元件對光柵的柵距誤差具有平均消差作用。莫爾條紋由光柵的大量刻線形成,幾條刻線的柵距誤差或斷裂對莫爾條紋的位置和形狀影響甚微。能在很大程度上消除短周期誤差的影響。項目二光柵傳感器2③誤差的平均效應(yīng)項目二光柵傳感器264工作原理：

利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象實現(xiàn)幾何量的測量：光柵的相對移動使透射光強度呈周期性變化，光電元件把這種光強信號變?yōu)橹芷谛宰兓碾娦盘?，由電信號的變化即可獲得光柵的相對移動量。特點：

數(shù)字式傳感器：能把被測的模擬量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。與模擬傳感器相比，數(shù)字式傳感器抗干擾能力強,穩(wěn)定性強;易于微機接口,便于信號處理和實現(xiàn)自動化測量。2.2光柵傳感器的工作原理項目二光柵傳感器2工作原理：2.2光柵傳感器的工作原理項目二光柵傳感器265一、光電轉(zhuǎn)換原理

1－光源；2－聚光鏡；3－光柵主尺；4－指示光柵；5－光敏元件；6－莫爾條紋；7－光強分布項目二光柵傳感器2一、光電轉(zhuǎn)換原理1－光源；2－聚光鏡；3－光柵主尺；4－指66光閘莫爾條紋光電轉(zhuǎn)換原理理想情況：三角形項目二光柵傳感器2光閘莫爾條紋光電轉(zhuǎn)換原理理想情況：三角形項目二光柵傳感器67二、光閘莫爾條紋測量位移原理當(dāng)光電元件5接收到明暗相間的正弦信號時,根據(jù)光電轉(zhuǎn)換原理將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。當(dāng)主光柵移動一個柵距w時,電信號則變化了一個周期。光電元件輸出波形為：直流分量交流分量光柵相對位移量項目二光柵傳感器2二、光閘莫爾條紋測量位移原理直流分量交流分量光柵相對位移量項68當(dāng)波形重復(fù)到原來的相位和幅值時,相當(dāng)于光柵移動了一個柵距w,如果光柵相對位移了N個柵距,此時位移x=NW。因此,只要能記錄移動過的莫爾條紋數(shù)N,就可以知道光柵的位移量x值。這就是利用光閘莫爾條紋測量位移的原理。項目二光柵傳感器2當(dāng)波形重復(fù)到原來的相位和幅值時,相當(dāng)于光柵移動了一個柵距w69三、辨向原理及辨向電路1）辨向的原因

當(dāng)指示光柵無論向前或向后移動時，在一固定點安裝的光電元件只能接收到莫爾條紋明暗交替的變化，后面的數(shù)字電路都將發(fā)生同樣的計數(shù)脈沖，從而無法辨別光柵移動的方向，也不能正確測量出有往復(fù)移動時位移的大小。因而必須在測量電路中加入辨向電路。項目二光柵傳感器2三、辨向原理及辨向電路1）辨向的原因項目二光柵傳感器2702）辨向原理與辨向電路為辨別主光柵的移動方向,需要有兩個具有相差的莫爾條紋信號同時輸入來辨別移動方向,且兩個莫爾條紋信號相差90°相位。實現(xiàn)的方法是在相隔B／4條紋間隔的位置上安裝兩只光敏元件,當(dāng)莫爾條紋移動時兩個狹縫的亮度變化規(guī)律完全一樣,相位相差π／2。滯后還是超前完全取決于光柵的運動方向。這種區(qū)別運動方向的方法稱為位置細(xì)分辨向原理。項目二光柵傳感器22）辨向原理與辨向電路為辨別主光柵的移動方向,需要有兩個具71圖7.5辨向原理項目二光柵傳感器2圖7.5辨向原理項目二光柵傳感器2721、2－光電元件；3－指示光柵；4－莫爾條紋；A－光柵移動方向；B－莫爾條紋移動方向；U1－元件AB對應(yīng)的輸出電壓；U2－元件CD對應(yīng)的輸出電壓；項目二光柵傳感器21、2－光電元件；3－指示光柵；4－莫爾條紋；項目二73AB與CD兩個狹縫在結(jié)構(gòu)上相差π／2,所以它們在光電元件上取得的信號必是相差π／2。AB為主信號,CD為門控信號。當(dāng)主光柵作正向運動時,CD產(chǎn)生的信號只允許AB產(chǎn)生的正脈沖通過,門電路在可逆計數(shù)器中作加法運算；當(dāng)主光柵作反方向移動時,則CD產(chǎn)生的負(fù)值信號只讓AB產(chǎn)生的負(fù)脈沖通過,門電路在可逆計數(shù)器中作減法運算。項目二光柵傳感器2AB與CD兩個狹縫在結(jié)構(gòu)上相差π／2,所以它們在光電元件上取74辨向電路項目二光柵傳感器2辨向電路項目二光柵傳感器275U1和U2經(jīng)過整形后得兩個方波信號U1ˊ和U2ˊ。U1ˊ產(chǎn)生計數(shù)脈沖，U2ˊ的電平狀態(tài)作為與門的控制信號,來控制在不同的移動方向時,U1ˊ所產(chǎn)生的脈沖輸出路線。這樣就可以根據(jù)運動方向正確的給出加計數(shù)脈沖或減計數(shù)脈沖,再將其輸入可逆計數(shù)器,實時顯示出相對于某個參考點的位移量。

項目二光柵傳感器2U1和U2經(jīng)過整形后得兩個方波信號U1ˊ和U2ˊ。項目二76當(dāng)光柵沿A向移動時,莫爾條紋向B向移動。U2超前U190°。U1ˊ經(jīng)微分電路后產(chǎn)生的脈沖（如圖中實線所示）正好發(fā)生在U2ˊ的“1”電平時,從而經(jīng)Y1輸出一個加計數(shù)脈沖;而U1ˊ經(jīng)反相并微分后產(chǎn)生的脈沖（如圖中虛線所示）則與U2ˊ的“0”電平相遇,與門Y2被阻塞,無脈沖輸出。當(dāng)光柵沿A反方向移動時,莫爾條紋向B反向移動。U1超前U290°。U1ˊ的微分脈沖發(fā)生在U2ˊ為“0”電平時,與門Y1無脈沖輸出;而U1ˊ的反相微分脈沖則發(fā)生在U2ˊ的“1”電平時,與門Y2輸出一個減計數(shù)脈沖。項目二光柵傳感器2當(dāng)光柵沿A向移動時,莫爾條紋向B向移動。U2超前U19077辨向電路各點波形項目二光柵傳感器2辨向電路各點波形項目二光柵傳感器278項目二光柵傳感器2項目二光柵傳感器2792.3莫爾條紋細(xì)分技術(shù)目的：提高分辨力（測量更小的位移量）。細(xì)分方法：1.增加光柵刻線密度；2.電子細(xì)分；3.機械和光學(xué)細(xì)分。項目二光柵傳感器22.3莫爾條紋細(xì)分技術(shù)目的：提高分辨力（測量更小的位移量80電子細(xì)分：在一個柵距即一個莫爾條紋信號變化周期內(nèi),發(fā)出n個脈沖,每個脈沖代表原來柵距的1/n。由于細(xì)分后計數(shù)脈沖頻率提高了n倍,因此也稱之為n倍頻法。通常采用的電子細(xì)分方法有：四倍頻細(xì)分和電橋細(xì)分等。項目二光柵傳感器2電子細(xì)分：在一個柵距即一個莫爾條紋信號變化周期內(nèi),發(fā)出n個811.四倍頻細(xì)分方案：在一個莫爾條紋寬度上并列放置四個光電元件，得到四個相差依次為π/2的電壓信號；或