光栅的结构和类型

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1、光栅的结构和类型光册主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。通常，标尺光栅固定在活动部件上，如机床的上作台或耸钉卜。光栅读数头则安装在固定部件L、川机床的底限L。当活动部件移动时，读数头和标尺光栅也就阳之做相对的移动。1．光栅尺标尺光栅和光栅读数头中的指不光栅构成光栅尺7AI旧13—1所示，兵户K的一块为标尺光栅，短的一块为指示光栅。两光栅上均匀地到4J相互个行、透光和4＼远光相间的线纹，这些线以与两光栅相对运动的方向垂直。阁r光栅尺线纹的局部放大部分来看，白的部分／j为透光线纹宽度。黑的部分“为不透光线纹宽度．没栅趴为W，则，一般光栅尺的透光线纹祁不远

2、光线纹的宽度是相等的．即d＝／)。常见K光栅的线纹克度为每毫米25线、50线、100线、L25线、250线G乙光栅读数头光栅陵数头内)t源、透镜、指小光栅、光敏元件和驱功电路组成，如图13—2(a)所示。光栅读数头阳光源一般采均凶炽灯。白炽灯发6H的光线经过透镜后变成’F行光束，照射在光栅尺L。山于光敏元件输小的电压信号比较微弱，习此，必须首允将该电压信号进行放大，以避久在传输过程中被多种干扰信号所ATMEL代理商掩没、覆盖而造成失支。驱动电路的功能就是实现对光敏元件输11l信号进行功率放大利电压放大。技光路分，光栅读数头的结构形式除了垂出入剔式外，常

3、见的还仑分光读数头、反射读数头等，它们的结构如图比—2(L)、图13—2(c)所示。按其形状和州这．)L栅可以分成长光栅利圆光栅阴类。氏光栅剧厂长度测量，又称占线光栅；圆光栅剧1—角度测量。技光线的人向，可分力透射)L栅和反射光栅：(一)莫尔条纹光栅是利用莫尔条纹现象来进行测量的。所消英尔(Moirc)。泌文酌贩意足水面卜严止的波纹。莫尔条纹处指两块光栅叠合时。U1观光的明r6怕间的条纹，从光学原理术讲．如果光栅栅比勺光的波K相比较足很大的随．就可以按几何)L学原理木址行分忻。图13—3所不为两块栅距相等的光栅吾合在一边。并协它们的刻线之N’内大角为9

4、时．这11光栅上凯会山现苦十条明哈侧司的条蚁．这就是关尔条纹。莫尔条纹有如下几个重要特性：]．洲索亿宾微电子光栅刻线的不均匀误差出于光栅J4的刻线非常密集，光电元件接收到的莫尔条纹所对版则阴暗信号，是一个区域内许多刻线的综合结果。凶此。它对光栅尺的栅趴误差／J平均效心，达有利于提高光栅的测挝精度：2．位移的放大特性莫尔条纹问处是放大了的光栅栅距W，创地行光栅刻线火角州i改变。书d《1El个可抡导得莫尔条纹的间yP墨、认／／d6刮知口越小，则影巡大。州当于把微小的栅距扩人了1心俏。3．移动特性英尔条纹随光栅尺的移动川移动，它们之间商／“格的对府义系*包括

5、移动人向相什格最。价移——个栅距W，美尔条纹也移动一个间w心。移动入向的关系表不在表13—1中。间比—3中立光栅相对指不光栅的转角方间为逆时针方小大光栅[i1众移动。则其尔条纹向F移动；土光栅向有移功，莫尔条纹句上移动。1．光强与位置关系两块光栅相对移动时，从固走点观察到莫尔条纹光强的坐化近似为余皑波形变化。光枷移动——个栅yPW，光强变化‘个周期2n．这种扩始波形的光强变化照射到光，U元件上．即N转换成电信号关于伦丝ATMEL的正挖变化。cjmc%ddz当光电冗件接收到光的明晤企化。则光信号就转换为旧代4所不的电压信弓输山．它可以用光栅位移虽，的余弦

6、函数表不：