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簡單分享關於光柵尺的測量原理與注意事項

點擊次數:131 發布時間:2020-05-18
  光柵尺測量位移的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴,且製造困難。
 
  為了提高係統分辨率,需要對莫爾條紋進行細分,目前(2006年)光柵尺位移傳感器係統多采用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時,在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋,隨著光柵的移動,莫爾條紋也隨之上下移動。
 
  這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數的測量。
 
  在一個莫爾條紋寬度內,按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如,柵線為50線對/mm的光柵尺,其光柵柵距為0.02mm,若采用四細分後便可得到分辨率為5μm的計數脈衝,這在工業普通測控中已達到了很高精度。
 
  由於位移是一個矢量,即要檢測其大小,又要檢測其方向,因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模幹擾、直流分量和偶次諧波,通常采用由低漂移運放構成的差分放大器。
 
  由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2隻差分放大器輸入端,從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2,為得到判向和計數脈衝,需對這兩路信號進行整形,首先把它們整形為占空比為1:1的方波。
 
  然後,通過對方波的相位進行判別比較,就可以得到光柵尺的移動方向。通過對方波脈衝進行計數,可以得到光柵尺的位移和速度。
 
  注意事項
 
  (1)光柵尺位移傳感器與數顯表插頭座插拔時應關閉電源後進行。
 
  (2)盡可能外加保護罩,並及時清理濺落在尺上的切屑和油液,嚴格防止任何異物進入光柵尺傳感器殼體內部。
 
  (3)定期檢查各安裝聯接螺釘是否鬆動。
 
  (4)為延長防塵密封條的壽命,可在密封條上均勻塗上一薄層矽油,注意勿濺落在玻璃光柵刻劃麵上。
 
  (5) 為保證光柵尺位移傳感器使用的可靠性,可每隔一定時間用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光柵尺麵及指示光柵麵,保持玻璃光柵尺麵清潔。
 
  (6) 光柵尺位移傳感器嚴禁劇烈震動及摔打,以免破壞光柵尺,如光柵尺斷裂,光柵尺傳感器即失效了。
 
  (7) 不要自行拆開光柵尺位移傳感器,更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距,否則一方麵可能破壞光柵尺傳感器的精度;另一方麵還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦,損壞鉻層也就損壞了柵線,以而造成光柵尺報廢。
 
  (8) 應注意防止油汙及水汙染光柵尺麵,以免破壞光柵尺線條紋分布,引起測量誤差。
 
  (9) 光柵尺位移傳感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環境中工作,以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表麵,破壞光柵尺質量。
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