硬件型号:安莱福APS30-0640NB 光栅传感器

 

系统版本:传感系统

 

光栅传感器的工作原理

光栅传感器指采用光栅叠栅条纹原理测量位移的传感器。光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件,一 般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成,刻痕为不透光部分,两刻痕之间的光滑部分可以透光,相当于一狭缝。精制的光栅,在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅, 还有利用两刻痕间的反射光衍射的光栅,如在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕,两刻痕间的光滑金属面可以反射光,这种光栅成为反射光栅。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应,因而能提高测量精度。

 

光栅传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成。标尺光栅相对于指示光栅移动时,便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。这些条纹以光栅的相对运动速度移动,并直接照射到光电元件上,在它们的输出端得到一串电脉冲,通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出,直接显示被测的位移量。当光栅所处环境的温度、应力、应变或其它物理量发生变化时,光栅的周期或纤芯折射率将发生变化,从而使反射光的波长发生变化,通过测量物理量变化前后反射光波长的变化,就可以获得待测物理量的变化情况。如利用磁场诱导的左右旋极化波的折射率变化不同,可实现对磁场的直接测量。此外,通过特定的技术,还可实现对应力和温度的分别测量和同时测量。通过在光栅上涂敷特定的功能材料(如压电材料),对电场等物理量的间接测量也能实现。