光柵尺工作原理與基礎(chǔ)理論-在線瀏覽
2024-07-29 20:45本頁(yè)面
【正文】 后，可大大地提高測(cè)量速度。本系統(tǒng)長(zhǎng)度最大可測(cè)幾米（由光柵實(shí)際長(zhǎng)度決定），最小分辨率為μm級(jí)，需要7個(gè)顯示數(shù)據(jù)。為了符全人們應(yīng)用習(xí)慣，顯示塊選用共陰極LED。鍵盤(pán)、顯示器與單片機(jī)之間通過(guò)一個(gè)接口芯片8155來(lái)連接。PB口俠選線每次選通1位顯示，每次顯示1ms，由于人眼視覺(jué)惰性，可產(chǎn)生8位顯示塊同時(shí)顯示現(xiàn)象。其中，8255PB口設(shè)為基本輸入方式，PB0PB3作為1193輸入，PB4～PB7作為2193輸入。由于8031單片機(jī)無(wú)內(nèi)ROM，應(yīng)外擴(kuò)展一片2732（4kEPROM）。為鎖存8031P0口輸入的地址信號(hào)，在8031和2732之間需加一片74LS373地址鎖存器。光柵傳感器是光機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，光柵尺是由玻璃制做，外殼是由型鋁材料。設(shè)定環(huán)境溫度為20℃時(shí)為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)值，與標(biāo)準(zhǔn)值比較測(cè)出溫度變化時(shí)帶來(lái)的位移誤差值，即時(shí)測(cè)出位移誤差一溫度特殊性性曲線，由特性曲線擬合出誤差一溫度方程式，作為軟件溫度誤差修正的基礎(chǔ)。五、結(jié)論根據(jù)上述硬件電路和軟件設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，系統(tǒng)的測(cè)精度可優(yōu)于177?！竟鈻懦呶灰苽鞲衅鞯慕榻B】一、位移傳感器基本原理光柵位移傳感器的工作原理，是由一對(duì)光柵副中的主光柵（即標(biāo)尺光柵）和副光柵（即指示光柵）進(jìn)行相對(duì)位移時(shí)，在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間（或明暗相間）的規(guī)則條紋圖形，稱(chēng)之為莫爾條紋。的正弦波或方波，送入光柵數(shù)顯表計(jì)數(shù)顯示。一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)（滑板）上，隨機(jī)床走刀而動(dòng)，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時(shí)，則必須增加輔助密封裝置。位移傳感器安裝基面安裝光柵線位移傳感器時(shí)，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。如果不能達(dá)到這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工一件光柵尺基座。②該基座通過(guò)銑、磨工序加工。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于177。位移傳感器主尺安裝將光柵主尺用M4螺釘上在機(jī)床安裝的工作臺(tái)安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)（主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng)）。在安裝光柵主尺時(shí)，應(yīng)注意如下三點(diǎn)：（1）在裝主尺時(shí)，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個(gè)主尺尺身中有支撐。（3）不能安裝卡子時(shí)，最好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。最后調(diào)整讀數(shù)頭，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~。另外，用戶在選購(gòu)光柵線位移傳感器時(shí)，應(yīng)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。在機(jī)床上選取一個(gè)參考位置，來(lái)回移動(dòng)工作點(diǎn)至該選取的位置。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數(shù)顯表同時(shí)調(diào)至零（或記憶起始數(shù)據(jù)），往返多次后回到初始位置，觀察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否一致。但對(duì)于一般的機(jī)床加工環(huán)境來(lái)講，鐵屑、切削液及油污較多。三、位移傳感器使用注意事項(xiàng)（1）光柵傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。（3）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng)。（5）為保證光柵傳感器使用的可靠性，可每隔一定時(shí)間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。（7）不要自行拆開(kāi)光柵傳感器，更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對(duì)間距，否則一方面可能破壞光柵傳感器的精度；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對(duì)摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報(bào)廢。（9）光柵傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質(zhì)量。圖49是其工作原理圖。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。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。(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
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