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让你了解光栅传感器

作者: 来源: 日期:2019/7/11 18:07:11 人气:7 加入收藏 评论:0 标签:

光栅式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。

 

光栅传感器的结构均由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件这几个主要部分构成。

 

1、光源:钨丝灯泡,它有较小的功率,与光电元件组合使用时,转换效率低,使用寿命短。半导体发光器件,如砷化镓发光二极管,可以在 范围内工作,所发光的峰值波长为 ,与硅光敏三极管的峰值波长接近,因此,有很高的转换效率,也有较快的响应速度。

 

2、光栅付:由栅距相等的主光栅和指示光栅组成。主光栅和指示光栅相互重叠,但又不完全重合。两者栅线间会错开一个很小的夹角 ,以便于得到莫尔条纹。一般主光栅是活动的,它可以单独地移动,也可以随被测物体而移动,其长度取决于测量范围。指示光栅相对于光电器件而固定。

 

3、通光孔:通光孔是发光体与受光体的通路,一般为条形状,其长度由受光体的排列长度决定,宽度由受光体的大小决定。它是帖在指示光栅板上的。


总的来说,光栅传感器已成为当前光纤传感器的研究热点。随着光纤光栅制造技术的进步和性能的改善以及应用开发研究成果的不断涌现,光纤光栅传感器在传感器领域中已经处于越来越重要的地位。 在民用工程结构、航空航天业、船舶航运业、电力工业、石油化工工业、医学、核工业等有非常广泛的应用。许多具有发展潜力和市场前景的可实用化技术研究都在进行当中,这些技术的成熟,将会给国民经济建设带来巨大的推动。



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