莫尔条纹测量位移五.ppt

光栅传感器是根据莫尔条纹原理制成的一种脉冲输出数字式传感器，它广泛应用于数控机床等闭环系统的线位移和角位移的自动检测以及精密测量方面，测量精度可达几微米。只要能够转换成位移的物理量，如速度、加速度、振动、变形等，均可测量。尺身扫描头（与移动部件固定）通常a=b；光栅的精度越高，栅距W就越小；一般栅距可由刻线密度算出，刻线密度为25，50，100，250条/mm。二、光栅传感器的构成三、莫尔条纹的形成原理及特点B2、莫尔条纹的宽度3、莫尔条纹的特点2）光学放大作用3）均化误差作用四、莫尔条纹测量位移由于光栅的遮光作用，透过光栅的光强随莫尔条纹的移动而变化，变化规律接近于一直流信号和一交流信号的叠加。固定在指示光栅一侧的光电转换元件的输出，可以用光栅位移量X的正弦函数表示，如图5-5-3所示。只要测量波形变化的周期数N（等于莫尔条纹移动数）就可知道光栅的位移量X，其数学表达式为在实际装置中常将光源、计量光栅、光电转换和前置放大组合在一起构成传感器（光栅读数头）；将具有细分辨向的差补器、计数器和由步进电机、打印机或绘图机等组成的受控装置装在一个箱内，常称为数字显示器。3自由度光栅数显表安装有直线光栅的数控机床加工实况五、细分技术优点：对莫尔条纹信号波形要求不严格，电路简单，可用于静态和动态测量系统。
缺点：光电元件安放困难，细分数不能太高。图5-5-4四细分图5-5-5光栅传感器电流型输出信号
(a)正弦信号;(b)整形后的信号;(c)5倍频处理后的信号六、辨向技术