光栅尺的工作原理.ppt

《光栅尺的工作原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光栅尺的工作原理.ppt（7页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、光栅尺的工作原理光栅尺的工作原理 武汉市莫尔特机电设备有限公司概述光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。结构 光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床固定部件上，光栅读数头装在机床活动部件上，指示光栅装在光栅

2、读数头中。右图所示的就是光栅尺的结构。光栅检测装置结构光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。光栅读数头结构形式很多，根据读数头结构特点和使用场合分为直接接收式读数头(或称硅光电池读数头、镜像式读数头、分光镜式读数头、金属光栅反射式读数头）。工作原理莫尔条纹以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹”(右图所示)。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条

3、暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表示 W=/2*sin（/2）=/（1)莫尔条纹的变化规律两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用，莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数，变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。(2)放大作用在两光栅栅线夹角较小的情况下，莫尔条纹宽度W和光栅栅距、栅线角之间有下列关系。式中，的单位为rad，W的单位为mm。由于倾角很小，sin很小，则W=/若=001mm，=0.01rad，则上式可得W=1，即光栅放大了100倍。(3)均化误差作用 莫尔条纹是由若干光栅条纹共用形成，例如每毫米100线的光栅，10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹，这样栅距之间的相邻误差就被平均化了，消除了由于栅距不均匀、断裂等造成的误差。http:/