DELTA   光柵 VE/VR-JC-R1 24VDC

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莫爾條紋

      光柵是利用莫爾條紋現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。所謂莫爾(Moire)，法文的原意是水面上產(chǎn)生的波紋。莫爾條紋是指兩塊光柵疊合時(shí)，出現(xiàn)光的明暗相間的條紋，從光學(xué)原理來(lái)講，如果光柵柵距與光的波長(zhǎng)相比較是很大的話，就可以按幾何光學(xué)原理來(lái)進(jìn)行分析。圖1所示為兩塊柵距相等的光柵疊合在一起，并使它們的刻線之間的夾角為θ時(shí)，這時(shí)光柵上就會(huì)出現(xiàn)若干條明暗相間的條紋，這就是莫爾條紋。

圖1 等柵距形成的莫爾條紋(θ≠0)

x-光柵移動(dòng)方向 y-莫爾條紋移動(dòng)方向

2.辨向原理

      在實(shí)際應(yīng)用中，被測(cè)物體的移動(dòng)方向往往不是固定的。無(wú)論主光柵向前或向后移動(dòng)，在一固定點(diǎn)觀察時(shí)，莫爾條紋都是作明暗交替變化。因此，只根據(jù)一條莫爾條紋信號(hào)，就無(wú)法判別光柵移動(dòng)方向，也就不能正確測(cè)量往復(fù)移動(dòng)時(shí)的位移。為了辨向，需要兩個(gè)一定相位差的莫爾條紋信號(hào)。

3.細(xì)分技術(shù)

      當(dāng)光柵相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距W，則莫爾條紋移過(guò)一個(gè)間距B，與門(mén)輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。這樣其分辨率為W。為了能分辨比W更小的位移量，就必須對(duì)電路進(jìn)行處理，使之能在移動(dòng)一個(gè)W內(nèi)等間距地輸出若干個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，這種方法就稱(chēng)為細(xì)分。由于細(xì)分后計(jì)數(shù)脈沖的頻率提高了，故又稱(chēng)為倍頻。通常采用的細(xì)分方法有四倍頻細(xì)分、電橋細(xì)分、復(fù)合細(xì)分等。

4.光柵數(shù)顯裝置

      光柵數(shù)顯裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和電路原理框圖如圖2所示。在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于不帶微處理器的光柵數(shù)顯裝置，完成有關(guān)功能的電路往往由一些大規(guī)模集成電路(LSI)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，下面簡(jiǎn)要介紹國(guó)產(chǎn)光柵數(shù)顯裝置的LSI芯片對(duì)應(yīng)完成的功能。這套芯片共分三片，另外再配兩片驅(qū)動(dòng)器和少量的電阻、電容，即可組成一臺(tái)光柵數(shù)顯表。

纖光柵技術(shù)是利用紫外曝光技術(shù)在光纖芯中引起折射率的周期性變化而形成的。光纖光柵中折射率分布的周期性結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致某一特定波長(zhǎng)光的反射，從而形成光纖光柵的反射譜。光纖光柵應(yīng)力傳感器通常是將光纖光柵附著在某一彈性體上，同時(shí)進(jìn)行保護(hù)封裝。反射光的波長(zhǎng)對(duì)溫度、應(yīng)力和應(yīng)變非常敏感，當(dāng)彈性體受到壓力時(shí)時(shí), 光纖光柵與彈性體一起發(fā)生應(yīng)變，導(dǎo)致光纖光柵反射光的峰值波長(zhǎng)漂移，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)漂移量的度量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、應(yīng)力和應(yīng)變的感測(cè)。

其工作原理如圖1所示:

圖1給出了光纖光柵應(yīng)力傳感器與波長(zhǎng)解調(diào)儀組成的應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)。它主要由四個(gè)部分組成，第一部分為寬帶光源，第二部分為光纖光柵應(yīng)力傳感器，光纖光柵傳感測(cè)量系統(tǒng)由四個(gè)部分組成，第一部分為寬帶光源，第二部分為光纖光柵應(yīng)力傳感器，第三部分為基于可調(diào)F-P濾波器的波長(zhǎng)解調(diào)儀，第四部分為計(jì)算機(jī)及軟件分析處理系統(tǒng)。圖中給出等間隔分布多個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器，這些光纖光柵通常要進(jìn)行串接。由寬帶光源發(fā)出的寬帶光信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離器和3dB耦合器傳輸?shù)酱拥膫鞲泄鈻派希?jīng)過(guò)這些光纖光柵的波長(zhǎng)選擇后，一組不同波長(zhǎng)的窄帶光被反射，反射光再次經(jīng)過(guò)3dB耦合器由波長(zhǎng)解調(diào)儀接收，經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)解調(diào)儀對(duì)這些波長(zhǎng)進(jìn)行識(shí)別，得到一組應(yīng)力傳感信息，當(dāng)邊坡內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)光柵解調(diào)器檢測(cè)出波長(zhǎng)的變化即應(yīng)力變化，之后輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，最后得到邊坡受到壓力的分布狀況，根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象內(nèi)部變化情況，判斷是否會(huì)產(chǎn)生塌方，起到報(bào)警作用。

光柵:光柵是結(jié)合數(shù)碼科技與傳統(tǒng)印刷的技術(shù)，能在特制的膠片上顯現(xiàn)不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立體世界·電影般的流暢動(dòng)畫(huà)片段，匪夷所思的幻變效果。

光柵是一張由條狀透鏡組成的薄片，當(dāng)我們從鏡頭的一邊看過(guò)去，將看到在薄片另一面上的一條很細(xì)的線線條上的圖像，而這條線的位置則由觀察角度來(lái)決定。如果我們將這數(shù)幅―在不同線條上的圖像，對(duì)應(yīng)于每個(gè)透鏡的寬度，分別按順序分行排列印刷在光柵薄片的背面上,當(dāng)我們從不同角度通過(guò)透鏡觀察，將看到不同的圖像。

光柵尺:其實(shí)起到的作用是對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)起一個(gè)檢測(cè)的作用，在數(shù)控機(jī)床中常用來(lái)觀察其是否走刀有誤差，以起到一個(gè)補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動(dòng)的誤差的補(bǔ)償作用，其實(shí)就象人眼睛看到我切割偏沒(méi)偏的作用，然后可以給手起到一個(gè)是否要調(diào)整我是否要改變用力的標(biāo)準(zhǔn)。

—、位移傳感器基本原理

光柵位移傳感器的工作原理，是由一對(duì)光柵副中的主光柵<即標(biāo)尺光柵>和副光柵<即指示光柵>進(jìn)行相對(duì)位移時(shí)，在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間<或明暗相間>的規(guī)則條紋圖形，稱(chēng)之為莫爾條紋。經(jīng)過(guò)光電器件轉(zhuǎn)換使黑白<或明暗>相同的條紋轉(zhuǎn)換成正弦波變化的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大器放大，整形電路整形后，得到兩路相差為90°的正弦波或方波，送入光柵數(shù)顯表計(jì)數(shù)顯示。

二、位移傳感器安裝方式

光柵線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)<滑板>上，隨機(jī)床走刀而動(dòng),讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑﹑切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時(shí)，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡里安裝在相對(duì)機(jī)床靜止部件上，此時(shí)輸出導(dǎo)線不移動(dòng)易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上（如滑板）。

1、位移傳感器安裝基面

安裝光柵線位移傳感器時(shí)，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。光棚主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm 以?xún)?nèi)。如果不能達(dá)到這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工一件光棚尺基座。基座要求做到:◎應(yīng)加一根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（*好基座長(zhǎng)出光棚尺50mm 左右)②該基座通過(guò)鐵、磨工序加工，保證其平面平行度0.1mm/100Omm 以?xún)?nèi)。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm o安裝時(shí)，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達(dá)到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數(shù)頭與光棚尺尺身之間的間距為1~1. 5mm左右。

2、位移傳感器主尺安裝

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