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关于光栅式传感器辩向 第1页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 什么是光栅 在玻璃或者金属上进行刻画，可以得到一系列密集刻线， 这种具 周期性的刻线分布的光学元件称为光栅。 光栅也称衍射光栅。它是一块刻 大量平行等宽、等距狭缝 (刻线)的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大，一般每毫 米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间 的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明 亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过光 栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过 光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。 第2页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 莫尔条纹 计量光栅是利用光栅的莫尔条纹进行精密测 量的。莫尔条纹就是光栅式传感器工作的原 理。 莫尔条纹通常是由 块光栅叠加形成的。 第4页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 莫尔条纹原理图 在这些白色透光处两光栅 透光部分叠加所以形成了 亮带，而在黑色 光处两 光栅不透光部分进行叠加 形成了暗带。这种由光栅 重叠形成的图案称为莫尔 条纹。 第5页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 长光栅莫尔条纹的周期为： 其中 ：标尺光栅也称主光栅1的光栅常数； ：指示光栅2的光栅常数； ：两光栅的夹角； 第 页，共27页，2022年，5月20日，9点3 分，星期四 莫尔条纹重要的性质 1.运动的对应关系 当主光栅向右边运动一个栅距时，莫尔条纹向下移 动一个条纹 距B。反之亦然。所以光栅传感在测量 时，可以根据莫尔条纹的移动量和移动方向判定光栅的 位置量和位移方向。 主光栅移动一个光栅距=指示光栅上一个莫尔周期。 在主光栅移动时指示光栅上就会有上下移动的明暗相 的条纹，所以我们只要数出明暗相 的次数就可以 知道莫尔条纹经过了多少周期，从而在 接的推断出 主光栅移动了多少了光栅距离。 第7页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 主光栅左右移动方向=指示光栅上下移动方向。 指示光栅向上移动，主光栅则向坐移动，反之亦 然。所以我们根据判定指示光栅上莫 条纹的移 动方向就可以判断主光栅的移动方向了。 2.位移的放大作用 由于光栅角 非常的小，根据公式可知： 第8页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 尽管栅距很小，很难观察，但是我们的莫尔条纹 却清晰可见。这非常有利 布置接受莫尔条纹信 号的光电器件。 第9页，共27页，2022年，5月20日，9点36分，星期四 光栅式传感器 光栅式传感器的基本工作原理是利用光栅的莫尔 条纹进行测量的。光栅传感器一般由光源