光柵尺的原理和用途

Mondo 科技 更新 2024-01-29

1.光柵尺的原理

光柵尺又稱光柵位移感測器(光柵刻度感測器),是利用光柵的光學原理作為測量反饋裝置的光學測量裝置。 在光柵尺度中,一條光帶干涉,形成與另一束光同步移動的明暗條紋。 當一束光穿過物體表面時,物體表面的微小變化會導致光束發生微小的偏移,這些偏移被光柵尺捕獲並轉換為電訊號。 通過測量電訊號的變化,可以獲得物體表面的形狀、位置和大小等資訊。 光柵尺的工作原理可以通過透射光柵的例子來說明。 當指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋形成小夾角,將兩個光柵刻度刻面相對平行放置時,在光源的照射下,它們位於幾乎垂直的網格圖案上,形成明暗條紋,稱為“摩爾紋條紋”。 摩爾紋條紋中兩條亮線或兩條暗線之間的距離稱為摩爾紋條紋的寬度,用 w 表示。 w=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。摩爾紋條紋具有以下特徵:兩個光柵相對移動乙個間距,摩爾紋條紋移動乙個條紋距離。 由於光的衍射和干涉,莫爾條紋的變化規律近似於正(共)正弦函式,變化週期數與光柵相對位移的光柵間距數同步。

2.光柵尺的分類及特點

光柵尺根據不同的製造方法和光學原理分為透射光柵和反射光柵。 它由乙個標尺光柵和乙個光柵讀數頭組成。 通常,柵尺固定在機器的運動部件上,編碼器讀數頭安裝在機器的固定部件上。

光柵檢測裝置的關鍵部件是光柵讀數頭,它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件和調節機構組成。 光柵讀數頭的種類很多,按結構特點和應用可分為直接接收讀數頭(或矽光電管讀數頭、鏡面讀數頭、分光器讀數頭和金屬光柵反射讀數頭)。

3.編碼器刻度的應用

編碼器具有高精度、高解像度、高靈敏度等優點。 由於其工作原理基於光學干涉,因此對溫度、濕度等環境因素影響不大,適用於各種複雜環境下的測量。 此外,光柵尺還具有測量範圍大、測量速度快、非接觸式測量等優點,因此被廣泛應用於精密製造、機械人、航空航天等領域。 它通常用於數控工具機的閉環伺服系統,可以檢測線性或角位移。

使用光柵尺時,需要注意保持清潔並避免機械衝擊。 秤對灰塵和機械振動非常敏感,因此在使用時必須保持環境清潔,並採取措施防止機械衝擊損壞秤。 此外,在安裝光柵尺時,需要仔細調整刻度的位置和角度,以確保測量結果的準確性和可靠性。

總之,光柵尺是一種高精度、高解像度、高靈敏度的光學測量裝置,適用於各種複雜環境下的測量。 需要注意保持清潔,避免機械衝擊,並仔細調整編碼器的位置和角度,以確保測量結果的準確性和可靠性。

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