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传感器与检测技术：4-5 光栅传感器.pdf

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传感器与检测技术：4-5 光栅传感器.pdf

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4.5 光栅传感器



根据莫尔条纹原理制成的一种计量装置



用于位移测量及与位移相关物理量的测量：

速度、加速度、振动、质量、表面轮廓等



按光栅的形状和用途分为：

长光栅和圆光栅

分别用于线位移和角位移的测量



按光线走向分为

透射光栅和反射光栅

4.5 光栅传感器

4.5.1 光栅传感器的结构

4.5.2 莫尔条纹形成的原理

4.5.3 莫尔条纹技术的特点

4.5.4 光栅的光路

4.5.5 辨向原理

4.5.6 细分技术

光栅传感器的结构



光栅传感器由光源、透镜、光栅副（主光栅和指示光栅）和光

电接收元件组成



当主光栅相对于指示光栅移动时，形成的莫尔条纹产生亮暗交

替变化，利用光电接收元件将莫尔条纹亮暗变化的光信号，转

换成电脉冲信号，测量出主光栅的移动距离

光栅传感器光源



钨丝灯泡：

输出功率较大，工作范围较宽（-40℃到+130℃）

与光电元件相组合的转换效率低。在机械振动和冲击条

件下工作时，使用寿命将降低。



半导体发光器件:

转换效率高，响应快速

砷化镓发光二极管，与硅光敏三极管相结合，转换效率

最高可达30%左右

砷化镓发光二极管的脉冲响应时间约为几十纳秒，与光

敏三极管组合可得到2us的响应速可以使光源工作在触

发状态，从而减小功耗和热耗散

光栅副：指示光栅＋主光栅

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