光栅传感器及辨向电路.ppt

光栅传感器及辨向电路,主要内容,一、光栅传感器的结构二、莫尔条纹形成的原理三、莫尔条纹的技术特点四、辨向电路五、光栅传感器对位移测量的流程,一、光栅传感器的结构,光栅传感器由光源、透镜、光栅副（主光栅和指示光栅）和光电接收元件组成。,透射式光栅,光栅的外形及结构,可移动电缆,扫描头（移动部件固定）,光栅尺,光栅副：指示光栅主光栅,a+b=W称为光栅的栅距（或光栅常数）通常情况下，a=b=W/2,二、莫尔条纹形成的原理,横向莫尔条纹的斜率,莫尔条纹间距,莫尔条纹的宽度BH由光栅常数与光栅夹角决定,三、莫尔条纹技术的特点,（1）调整夹角即可得到很大的莫尔条纹的宽度，起到了放大作用，又提高了测量精度。（2）莫尔条纹的光强度变化近似正弦变化，便于将电信 号作进一步细分，即采用“倍频技术”。这样可以提 高测量精度或可以采用较粗的光栅。（3）光电元件对于光栅刻线的误差起到了平均作用。刻 线的局部误差和周期误差对于精度没有直接的影响。因此可得到比光栅本身的刻线精度高的测量精度。这是用光栅测量和普通标尺测量的主要差别。,莫尔条纹对应正弦波,四、辨向原理,单个光电元件接收一固定点的莫尔条纹信号，只能判别明暗的变化而不能辨别莫尔条纹的移动方向，因而就不能判别运动零件的运动方向，以致不能正确测量位移。如果能够在物体正向移动时，将得到的脉冲数累加，而物体反向移动时可从已累加的脉冲数中减去反向移动的脉冲数，这样就能得到正确的测量结果。,辨向光路设置,在相距的位置上设置两个光电元件1和2，以得到两个相位互差90的正弦信号,辨向电路,正向移动时脉冲数累加，反向移动时，便从累加的脉冲数中减去反向移动所得到的脉冲数，这样光栅传感器就可辨向。,辨向电路各点波形图,故 被测物体位移栅距脉冲数,五、光栅传感器对位移测量的流程,光栅传感器在数控机床上的应用,