光柵尺工作原理與基礎(chǔ)理論(參考版)
2025-06-21 20:45本頁(yè)面
【正文】 只有你自己才能把歲月描畫(huà)成一幅難以忘懷的人生畫(huà)卷。歲月是有情的，假如你奉獻(xiàn)給她的是一些色彩，它奉獻(xiàn)給你的也是一些色彩。努力過(guò)后，才知道許多事情，堅(jiān)持堅(jiān)持，就過(guò)來(lái)了。有時(shí)候覺(jué)得自己像個(gè)神經(jīng)病。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無(wú)反顧，勇往直前，輕松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些時(shí)間，總會(huì)看清一些事。 1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒(méi)有限制你發(fā)揮的藩籬。FAGOR公司旋轉(zhuǎn)和角度編碼器，采用衍射光通過(guò)刻線玻璃光柵盤(pán)片，再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電信號(hào)。工作原理是讓光以反射方式通過(guò)網(wǎng)狀柵格，讀數(shù)系統(tǒng)由一個(gè)LED組成作為刻線鋼帶的光源（衍射光）。FAGOR公司反饋產(chǎn)品采用紅外發(fā)光二極管（IRED）作為光源，這種光源具有安全、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。FAGOR公司反饋產(chǎn)品采用兩種不同的材料來(lái)產(chǎn)生反饋信號(hào)：（直線光柵尺 有效測(cè)量長(zhǎng)度3米以下使用）刻線玻璃盤(pán)片（旋轉(zhuǎn)編碼器）（直線光柵尺 有效測(cè)量長(zhǎng)度3米以上使用）測(cè)量過(guò)程：FAGOR公司反饋產(chǎn)品提供的輸出信號(hào)是由光源通過(guò)刻在直線尺或盤(pán)片的柵格線后，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換裝置的處理產(chǎn)生的。2 位移方向的檢測(cè)在圖49(a)中，若標(biāo)尺光柵固定不動(dòng)，指示光柵沿正方向移動(dòng)，這時(shí)，莫爾條紋相應(yīng)地沿向下的方向移動(dòng)，透過(guò)觀察窗口A和B，光敏元件檢測(cè)到的光強(qiáng)度變化過(guò)程 和及輸出的相應(yīng)的電壓信號(hào)和如圖410(a)所示，在這種情況下，滯后的相位為／2；反之，若標(biāo)尺光柵固定不動(dòng)，指示光柵沿負(fù)方向移動(dòng)，這時(shí)，莫爾條紋則相應(yīng)地沿向上的方向移動(dòng)，透過(guò)觀察窗口A和B，光敏元件檢測(cè)到的光強(qiáng)度變化過(guò)程和 及輸出的相應(yīng)的電壓信號(hào)和如圖410(b)所示，在這種情況下，超前的相位為／2。1． 位移大小的檢測(cè)由于莫爾條紋的移動(dòng)與兩光柵尺之間的相對(duì)移動(dòng)是相對(duì)應(yīng)的，故通過(guò)檢測(cè) 這4個(gè)電壓信號(hào)的變化情況，便可相應(yīng)地檢測(cè)出兩光柵尺之間的相對(duì)移動(dòng)。若采用光敏元件來(lái)檢測(cè)，光敏元件把透過(guò)觀察窗口的光強(qiáng)度變化 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，設(shè)為 。根據(jù)上述莫爾條紋的特性，假如我們?cè)谀獱枟l紋移動(dòng)的方向上開(kāi)4個(gè)觀察窗口A，B，C，D，且使這4個(gè)窗口兩兩相距1／4莫爾條紋寬度，即W／4。(4) 莫爾條紋的移動(dòng)與兩光柵尺之間的相對(duì)移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。這種放大作用是光柵的一個(gè)重要特點(diǎn)。(2) 若用W表示莫爾條紋的寬度，d表示光柵的柵距，θ表示兩光柵尺線紋的夾角，則它們之間的幾何關(guān)系為W=d／sin當(dāng) 角很小時(shí)，上式可近似寫(xiě)W=d／θ 若取d=,θ=，則由上式可得W=1mm。這些與光柵線紋幾乎垂直，相間出現(xiàn)的亮、暗帶就是莫爾條紋。在光源的照射下，交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積最小，擋光效應(yīng)最弱，光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。圖49是其工作原理圖。因此，根據(jù)和兩信號(hào)相互間的超前和滯后關(guān)系，便可確定出兩光柵尺之間的相對(duì)移動(dòng)方向。 每變化一個(gè)周期，即莫爾條紋每變化一個(gè)周期，表明兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)了一個(gè)柵距的距離；若兩光柵尺之間的相對(duì)移動(dòng)不到一個(gè)柵距，因 是余弦函數(shù)，故根據(jù) 之值也可以計(jì)算出其相對(duì)移動(dòng)的距離。根據(jù)這4個(gè)電壓信號(hào)，可以檢測(cè)出光柵尺的相對(duì)移動(dòng)。由上述討論可知，當(dāng)兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋隨之移動(dòng)，從4個(gè)觀察窗口A，B，C，D可以得到4個(gè)在相位上依次超前或滯后(取決于兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)的方向)1／4周期(即π／2)的近似于余弦函數(shù)的光強(qiáng)度變化過(guò)程，用 表示，見(jiàn)圖49(c)。兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距d，莫爾條紋便相應(yīng)移動(dòng)一個(gè)莫爾條紋寬度W，其方向與兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)的方向垂直，且當(dāng)兩光柵尺相對(duì)移動(dòng)的方向改變時(shí)，莫爾條紋移動(dòng)的方向也隨之改變。(3) 由于莫爾條紋是由若干條光柵線紋共同干涉形成的，所以莫爾條紋對(duì)光柵個(gè)別線紋之間的柵距誤差具有平均效應(yīng)，能消除光柵柵距不均勻所造成的影響。這說(shuō)明，無(wú)需復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和電子系統(tǒng)，利用光的干涉現(xiàn)象，就能把光柵的柵距
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