傳感器與檢測(cè)技術(shù)第十講1

1、第四章 數(shù)字式傳感器常用數(shù)字式傳感器有：光柵式傳感器、磁柵式傳感器、編碼器、感應(yīng)同步器數(shù)字式傳感器輸出信號(hào)的特征：頻率形式（單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)目）脈沖周期（發(fā)一個(gè)脈沖所需時(shí)間）數(shù)字或代碼的形式第一節(jié) 光柵數(shù)字式傳感器分類光柵傳感器基本原理結(jié)構(gòu)測(cè)量電路應(yīng)用 分類：計(jì)量光柵物理光柵（衍射光柵）按原理和用途按原理 透射光柵反射光柵 按光柵表面結(jié)構(gòu)和作用原理黑白光柵閃耀光柵（相位光柵） 按用途長(zhǎng)光柵圓光柵 徑向光柵切向光柵 激光全息光柵、偏振光柵玻璃相位光柵的斷面光柵傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理：光柵傳感器的工作基礎(chǔ)莫爾條紋莫爾條紋的形成莫爾條紋的重要特性光柵傳感器的結(jié)構(gòu)透射式圓光柵傳感器莫爾條紋的形成：柵尺

2、結(jié)構(gòu)莫爾條紋的形成遮光效應(yīng)：兩塊光柵的刻線相交處形成亮帶；一塊光柵的刻線與另一塊光柵的縫隙相交處形成暗帶。 在和光柵刻線向垂直的方向上，就出現(xiàn)了明暗相間的條紋，這些條紋就是莫爾條紋。莫爾條紋的重要特性：運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)性；莫爾條紋的位移放大作用；誤差平均效應(yīng)。光柵傳感器的結(jié)構(gòu)：透射光柵傳感器 1光源；2透鏡；3主光柵；4指示光柵；5光電元件 組成：光柵付、光源、光電轉(zhuǎn)換電路透射式圓光柵傳感器：徑向光柵圓弧形莫爾條紋環(huán)形莫爾條紋切向光柵光柵傳感器常用光路：垂直透射式透射分光式反射式鏡像式垂直透射式光路 1光源；2透鏡；3主光柵；4指示光柵；5光電元件透射分光式光路： 1光源；2準(zhǔn)直透鏡；3主光柵；4指

3、示光柵；5透鏡；6光闌；7光電元件 1主光柵；2指示光柵；3場(chǎng)鏡；4反光鏡； 5聚焦透；6光源；7物鏡；8光電元件 反射式光路： 鏡像式光路： 1光源；2半透半反射鏡；3聚光鏡；4主光柵； 5物鏡；6反射鏡；7光電元件測(cè)量電路：光電轉(zhuǎn)換電路辨向電路細(xì)分電路光電轉(zhuǎn)換電路： 主光柵和指示光柵做相對(duì)位移產(chǎn)生了莫爾條紋，莫爾條紋需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路才能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光柵傳感器的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由聚光鏡和光敏元件組成，光敏元件可以將光量的變化轉(zhuǎn)換成電阻或電能的變化。 辨向原理：利用莫爾條紋測(cè)量位移的電路方框圖：光電元件前置放大器整形辨向電路可逆計(jì)數(shù)器細(xì)分原理：信號(hào)細(xì)分電路又稱為插補(bǔ)器。采用電路的手段對(duì)周

4、期性的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行插值，以提高辨率。光柵細(xì)分的方法：機(jī)械細(xì)分光學(xué)細(xì)分電路細(xì)分軟件細(xì)分直接細(xì)分（四倍頻細(xì)分）細(xì)分電橋電阻鏈細(xì)分（五細(xì)分）鑒向法細(xì)分復(fù)合細(xì)分1、直接細(xì)分（倍頻細(xì)分）2、移向電阻鏈細(xì)分（電橋細(xì)分法）電阻鏈細(xì)分：典型五倍頻細(xì)分集成芯片C5192,C5193應(yīng)用：用于機(jī)床、儀器做長(zhǎng)度測(cè)量、坐標(biāo)顯示和數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)量等 。型 號(hào)BG1BG1A光柵柵距40m（0.040mm）、20m（0.020mm）、10m（0.010mm）光柵測(cè)量系統(tǒng)透射式紅外光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，高精度性能的光柵玻璃尺讀數(shù)頭滾動(dòng)系統(tǒng)垂直式五軸承滾動(dòng)系統(tǒng)，優(yōu)異的重復(fù)定位性，高精度測(cè)量精度45五軸承滾動(dòng)系統(tǒng)，優(yōu)異的重復(fù)定位性，高

5、等級(jí)的測(cè)量精度防護(hù)塵密封采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠，防水、防塵優(yōu)良，使用壽命長(zhǎng)分辨率1m2m5m10m有效行程503000mm 每隔50mm一種長(zhǎng)度規(guī)格（整體光柵不接長(zhǎng)）工作速度20米/分鐘工作環(huán)境溫度050 濕度90(205)工作電壓5V5% 12V5%輸出電壓TTL 正弦波 BG1型光柵傳感器的技術(shù)指標(biāo)在具體使用時(shí)要注意：（1）傳感器應(yīng)盡量安裝在靠近設(shè)備工作臺(tái)的床身基面上。（2）根據(jù)設(shè)備的行程選擇傳感器的長(zhǎng)度，光柵傳感器的有效長(zhǎng)度應(yīng)大于設(shè)備行程。（3）將傳感器固定在設(shè)備工作臺(tái)的基面上，確保主尺上端面同正面與移動(dòng)方向平行，誤差0.1mm。（4）讀數(shù)頭固定于相對(duì)于主尺的另一基面上，讀數(shù)頭與主尺之間應(yīng)保持0.80.15mm的間隙，盡量使讀數(shù)頭安