用莫爾條紋分析光柵感測器的原理及應用

2021-03-03 20:43:07 字數 5120 閱讀 9047

1樓:皇怡時宵

我們課本就是來這樣寫的。。。我自親自打出來bai的,不是復du制奧原理:指示光柵與標尺zhi光柵疊放在dao一起,中間留有適當的微小間隙,並使兩塊光柵的刻線之間保持一很小的夾角口,兩塊光柵的刻線相交,當在諸多相交刻線的垂直方向有光源照射時,光線就從兩塊光柵刻線重和處的縫隙通過,於是就形成了明暗條紋,這些條文成為莫爾條紋。

特性:1.調整夾角即可得到很大的莫爾條紋寬度,起到了放大作用,又提高了測量精度

2.莫爾條紋有位移放大作用

3.莫爾條紋對光柵刻線的誤差起到了平均作用

光柵感測器的基本原理是什麼?莫爾條紋是如何形成的?有和特點 10

2樓:匿名使用者

我們課本就是這樣寫的。。。我親自打出來的,不是複製奧原理:指示光柵與標尺光柵疊放在一起,中間留有適當的微小間隙,並使兩塊光柵的刻線之間保持一很小的夾角口,兩塊光柵的刻線相交,當在諸多相交刻線的垂直方向有光源照射時,光線就從兩塊光柵刻線重和處的縫隙通過,於是就形成了明暗條紋,這些條文成為莫爾條紋。

特性:1.調整夾角即可得到很大的莫爾條紋寬度,起到了放大作用,又提高了測量精度

2.莫爾條紋有位移放大作用

3.莫爾條紋對光柵刻線的誤差起到了平均作用

3樓:匿名使用者

光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線,刻線密度為 10~100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學放大作用和誤差平均效應,因而能提高測量精度。

感測器由標尺光柵、指示光柵、光路系統和測量系統四部分組成(見圖)。標尺光柵相對於指示光柵移動時,便形成大致按正弦規律分佈的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對運動速度移動,並直接照射到光電元件上,在它們的輸出端得到一串電脈衝,通過放大、整形、辨向和計數系統產生數字訊號輸出,直接顯示被測的位移量。

感測器的光路形式有兩種:一種是透射式光柵,它的柵線刻在透明材料(如工業用白玻璃、光學玻璃等)上;另一種是反射式光柵,它的柵線刻在具有強反射的金屬(不鏽鋼)或玻璃鍍金屬膜(鋁膜)上。這種感測器的優點是量程大和精度高。

光柵式感測器應用在程控、數控機床和三座標測量機構中,可測量靜、動態的直線位移和整圓角位移。在機械振動測量、變形測量等領域也有應用。

莫爾條紋

以透射光柵為例,當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ,並且兩個光柵尺刻面相對平行放置時,在光源的照射下,位於幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為「莫爾條紋」 。嚴格地說,莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。

莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度,以w表示。

莫爾條紋

w=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。[1]

莫爾條紋具有以下特徵:

(1)莫爾條紋的變化規律:兩片光柵相對移過一個柵距,莫爾條紋移過一個條紋距離。由於光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規律近似正(餘)弦函式,變化週期數與光柵相對位移的柵距數同步。

(2)放大作用:在兩光柵柵線夾角較小的情況下,莫爾條紋寬度w和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關係。式中,θ的單位為rad

4樓:匿名使用者

光柵感測器對溫度和應變敏感,利用這個特性再加上一定的封裝,製作成各種各樣的感測器

5樓:王老虎大王王

這個講起來有點多,建議看一下感測器這個數,唐文彥主編的,第第七章光電式感測器有詳細講述

光柵感測器的基本原理是什麼?莫爾條紋是如何形成的

6樓:匿名使用者

光柵感測器的基本原理是,光柵的bragg波長是由lb=2nl決定的。當光纖光柵所處環境的溫度,應力,應變或其它物理量發生變化時,光柵的週期或纖芯折射率將發生變化,從而使反射光的波長髮生變化。

長週期光纖光柵(lpg)感測器原理,長週期光纖光柵(lpg)的週期一般認為有數百微米,它在特定的波長上可把纖芯的光耦合進包層,其公式是li=(n0- niclad)·l 式中,n0—纖芯的折射率,niclad—i階軸對稱包層模的有效折射率。

光柵式感測器指採用光柵疊柵條紋原理測量位移的感測器。光柵是由大量等寬等間距的平行狹縫構成的光學器件。一般常用的光柵是在玻璃片上刻出大量平行刻痕製成,刻痕為不透光部分,兩刻痕之間的光滑部分可以透光,相當於一狹縫。

莫爾條紋能從,雙色或多色網點之間的干涉,各色網點與絲網網絲之間的干涉,作為附加的因素,由於承印物體本身的特性而發生的干涉。使用莫爾條紋防護系統的目的就在於根據你選定的絲網目數,加網線數,印刷色數和加網角度來**莫爾條紋。

將兩塊柵距相同,黑白寬度相同(a=b=τ/2 )的標尺光柵和指示光柵尺面平行放置,將指示光柵在其自身平面內傾斜一很小的角度,以便使它的刻線與標尺光柵的刻線間保持一很小的夾角θ,這樣在光源的照射下,兩塊光柵尺的刻線相交,就形成了即莫爾條紋,

擴充套件資料

光柵感測器的特點精度高,光柵式感測器在大量程測量長度或直線位移方面僅僅低於鐳射干涉感測器,在圓分度和角位移連續測量方面,光柵式感測器屬於精度最高的,大量程測量兼有高分辨力。

感應同步器和磁柵式感測器也具有大量程測量的特點,但分辨力和精度都不如光柵式感測器,可實現動態測量,易於實現測量及資料處理的自動化,具有較強的抗干擾能力,對環境條件的要求不像鐳射干涉感測器那樣嚴格,但不如感應同步器和磁柵式感測器的適應性強。

光柵主要分兩大類一是bragg光柵也稱為反射或短週期光柵,二是透射光柵也稱為長週期光柵,光纖光柵從結構上可分為週期性結構和非週期性結構,從功能上還可分為濾波型光柵和色散補償型光柵,色散補償型光柵是非週期光柵,又稱為啁啾光柵。

莫爾條紋起放大作用,莫爾條紋的節距w與θ角成反比,θ角越小,則放大倍數越大。這樣雖然光柵柵距很小,但莫爾條紋卻清晰可見,便於測量。

莫爾條紋的移動與柵距的移動成比例,當兩光柵尺移動時,莫爾條紋沿著垂直於光柵移動的方向移動。且當光柵尺移動一個柵距,莫爾條紋正好移動一個節距。若光柵尺移動方向改變,莫爾條紋的移動方向也改變。

這樣莫爾條紋的位移剛好反映了光柵的柵距位移。即光柵尺每移動一個柵距,莫爾條紋的光強也經歷了由亮到暗,再由暗到亮的一個變化週期,這為後面的訊號檢測電路提供了良好的條件。

起均化誤差的作用,莫爾條紋是由許多條刻線共同形成的,例如250線/mm的光柵,10mm長的一條莫爾條紋是由2500條刻線組成的,這樣柵距間的固有相鄰誤差就被平均化了。

參考資料

7樓:感測器之戰鬥朱

莫爾條紋

以透射光柵為例,當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ,並且兩個光柵尺刻面相對平行放置時,在光源的照射下,位於幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為「莫爾條紋」 。嚴格地說,莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。

莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度,以w表示。

莫爾條紋

w=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。[1]莫爾條紋具有以下特徵:

(1)莫爾條紋的變化規律

兩片光柵相對移過一個柵距,莫爾條紋移過一個條紋距離。由於光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規律近似正(餘)弦函式,變化週期數與光柵相對位移的柵距數同步。

(2)放大作用

在兩光柵柵線夾角較小的情況下,莫爾條紋寬度w和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關係。式中,θ的單位為rad

8樓:匿名使用者

我們課本就是這樣寫的。。。我親自打出來的,不是複製奧原理:指示光柵與標尺光柵疊放在一起,中間留有適當的微小間隙,並使兩塊光柵的刻線之間保持一很小的夾角口,兩塊光柵的刻線相交,當在諸多相交刻線的垂直方向有光源照射時,光線就從兩塊光柵刻線重和處的縫隙通過,於是就形成了明暗條紋,這些條文成為莫爾條紋。

特性:1.調整夾角即可得到很大的莫爾條紋寬度,起到了放大作用,又提高了測量精度

2.莫爾條紋有位移放大作用

3.莫爾條紋對光柵刻線的誤差起到了平均作用

「光柵感測器」的基本原理是什麼?「莫爾條紋」是如何形成的?有什麼特點?

9樓:匿名使用者

光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線,刻線密度為 10~100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學放大作用和誤差平均效應,因而能提高測量精度。

感測器由標尺光柵、指示光柵、光路系統和測量系統四部分組成(見圖)。標尺光柵相對於指示光柵移動時,便形成大致按正弦規律分佈的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對運動速度移動,並直接照射到光電元件上,在它們的輸出端得到一串電脈衝,通過放大、整形、辨向和計數系統產生數字訊號輸出,直接顯示被測的位移量。

感測器的光路形式有兩種:一種是透射式光柵,它的柵線刻在透明材料(如工業用白玻璃、光學玻璃等)上;另一種是反射式光柵,它的柵線刻在具有強反射的金屬(不鏽鋼)或玻璃鍍金屬膜(鋁膜)上。這種感測器的優點是量程大和精度高。

光柵式感測器應用在程控、數控機床和三座標測量機構中,可測量靜、動態的直線位移和整圓角位移。在機械振動測量、變形測量等領域也有應用。

莫爾條紋

以透射光柵為例,當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ,並且兩個光柵尺刻面相對平行放置時,在光源的照射下,位於幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為「莫爾條紋」 。嚴格地說,莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。

莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度,以w表示。

莫爾條紋

w=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。[1]

莫爾條紋具有以下特徵:

(1)莫爾條紋的變化規律:兩片光柵相對移過一個柵距,莫爾條紋移過一個條紋距離。由於光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規律近似正(餘)弦函式,變化週期數與光柵相對位移的柵距數同步。

(2)放大作用:在兩光柵柵線夾角較小的情況下,莫爾條紋寬度w和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關係。式中,θ的單位為rad

光柵感測器中莫爾條紋的一個重要特性是具有位移放大作用.

10樓:帝國成果

光柵尺位移感測器(簡稱光柵尺),是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵專位移感測器的工作屬原理,是由一對光柵副中的主光柵(即標尺光柵)和副光柵(即指示光柵)進行相對位移時,在光的干涉與衍射共同作用下產生黑白相間(或明暗相間)的規則條紋圖形,稱之為莫爾條紋。經過光電器件轉換使黑白(或明暗)相同的條紋轉換成正弦波變化的電訊號,再經過放大器放大,整形電路整形後,得到兩路相差為90°的正弦波或方波,送入光柵數顯表計數顯示。

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