光栅尺位移传感器的的检测和数据处理

    作者:admin  来源:http://www.jnquhs.com.cn   更新时间:2021-05-05  阅读数:108
    光栅尺位移传感器作为一种丈量位移的传感器,常常要对其进行检测,才能保证丈量的准确性,那么光栅尺位移传感器的数据处理办法是什么呢?

      之前给咱们介绍光栅尺位移传感器的作业原理的时候,咱们知道了莫尔条纹,下面先来给咱们说一下莫尔条纹的特征吧,能够协助咱们了解光栅尺位移传感器。

      (1)莫尔条纹的改变规则

      两片光栅相对移过一个栅距,莫尔条纹移过一个条纹间隔。因为光的衍射与干涉效果,莫尔条纹的改变规则近似正(余)弦函数,改变周期数与光栅相对位移的栅距数同步。

      (2)扩大效果

      在两光栅栅线夹角较小的情况下,莫尔条纹宽度ω和光栅栅距W、栅线角θ之间有下列联系。式中,θ的单位为rad,W的单位为mm。因为倾角很小,sinθ很小,则

      W=ω /θ若ω =0.01mm,θ=0.01rad,则上式可得W=1,即光栅扩大了100倍。

      (3)均化误差效果

      莫尔条纹是由若干光栅条纹共用形成,例如每毫米100线的光栅,10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹,这样栅距之间的相邻误差就被均匀化了,消除了因为栅距不均匀、开裂等造成的误差。

      光栅尺位移传感器的检测

      光栅丈量位移的本质是以光栅栅距为一把规范尺子对位称量进行丈量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵,且制造困难。为了提高体系分辨率,需要对莫尔条纹进行细分,光栅尺传感器体系多选用电子细分办法。

      当两块光栅以微小倾角重叠时,在与光栅刻线大致笔直的方向上就会产生莫尔条纹,跟着光栅的移动,莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的丈量转换为对莫尔条纹个数的丈量。


           光栅尺


      光栅尺位移传感器的数据处理办法

      在一个莫尔条纹宽度内,按照必定间隔放置4个光电器材就能实现电子细分与判向功用。例如,栅线为50线对/mm的光栅尺,其光栅栅距为0.02mm,若选用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲,这在工业一般测控中已达到了很高精度。

      因为位移是一个矢量,即要检测其大小,又要检测其方向,因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波,一般选用由低漂移运放构成的差分扩大器。

      由4个光敏器材取得的4路光电信号分别送到2只差分扩大器输入端,从差分扩大器输出的两路信号其相位差为π/2,为得到判向和计数脉冲,需对这两路信号进行整形,首先把它们整形为占空比为1:1的方波。

      经过对方波的相位进行判别比较,就能够等到光栅尺的移动方向。经过对方波脉冲进行计数,能够等到光栅尺的位移和速度。

      文章源自:光栅尺
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