反射式光柵檢測裝置原理圖

⑴ 光柵感測器的工作原理簡單介紹

 【導讀】一般的對於光柵感測器來說，它是一種利用光柵疊柵的條紋原理，對其進行測量位置移動的感測器類型。相對於光柵的定義，我們具體的可以解釋成在長條形光學玻璃上進行密集相同距離的平行刻線，具體的密度可以達到每毫米出現10到100個線。那麼對於這類光柵感測器的工作原理到底是怎麼樣的呢？下面就讓小編來為大家解釋。
一般來講光柵所發射出的疊柵條紋，在某種程度上含有光學放大的效果還有一種誤差平均的效應。正是因為這樣的特性才使其具有提高測量精度的效果。從它這種類型的感測器上，我們可以了解到它的結構是這樣的，它是標尺、指示光柵以及光路以及測量系統這幾個部分結合而成的。

感測器

其基本的原理是這樣的，當指示光柵慢慢的進行移動的時候，感測器的標尺光柵就會產生出疊柵條紋。這個疊柵條紋的特徵是依照正弦規律進行分布，並且這些條紋會呈現出明暗相間的樣子。
再者，光柵運動的速度決定了條紋的移動情況，而這些都會反映到光電元件上面。此外在光柵感測器的輸出一端，會獲得一串電脈沖信號。然後經過放大還有整形等相應的處理，從而會直接的展現出被測的一個位移數值。

感測器

一般的我們了解感測器會有兩個類型的光路形式，其中包含透射式光柵，這類光柵的柵線是出現在像工業玻璃等透明的材料上面；還有就是反射式光柵，這類光柵的柵線出現在金屬上面，這種金屬例如不銹鋼等，可以進行強反射。

感測器

對於光柵感測器來說，它的最有優勢的地方就在於它的大量程還有高精度。在應用上，我們了解到的是，這類感測器很廣泛的應用在程式控制以及數控機床，還有三坐標測量的機構上。對於靜動態整圓角位移以及直線位移的測量能起到很好的效果。此外對於機械振動以及變形測量等方面的應用，也是相當出色的。
對於光柵Bragg波長lB會有以下的公式衡量:lB=2nL。這個等式裡面的n代表芯模的有效折射率；而L則代表光柵的周期。

感測器

通過上面的理解，我們可以看到光柵感測器的巧妙原理。我們利用這樣的一個等量關系就可以輕易的測量出電場物理量。此外還可以輕易的實現應力與溫度的測量。因此我們不得不說，隨著這項技術的不斷發展，我們的相應的測量技術也會逐漸的提高。

⑵ 光柵式感測器的光纖光柵感測器的工作原理

我們知道，光柵的Bragg波長lB由下式決定：
lB=2nL ⑴
式中，n—芯模有效折射率； L—光柵周期。
當光纖光柵所處環境的溫度、應力、應變或其它物理量發生變化時，光柵的周期或纖芯折射率將發生變化，從而使反射光的波長發生變化，通過測量物理量變化前後反射光波長的變化，就可以獲得待測物理量的變化情況。如利用磁場誘導的左右旋極化波的折射率變化不同，可實現對磁場的直接測量。此外，通過特定的技術，還可實現對應力和溫度的分別測量和同時測量。通過在光柵上塗敷特定的功能材料（如壓電材料），對電場等物理量的間接測量也能實現。
1、啁啾光纖光柵感測器的工作原理
上面介紹的光柵感測器系統，光柵的幾何結構是均勻的，對單參數的定點測量很有效，但在需要同時測量應變和溫度或者測量應變或溫度沿光柵長度的分布時就顯得力不從心。此時，採用啁啾光纖光柵感測器就就是一個不錯的選擇。
啁啾光纖光柵由於其優異的色散補償能力而應用在高比特遠程通信系統中。與光纖Bragg光柵感測器的工作原理基本相同，在外界物理量的作用下，啁啾光纖光柵除了DlB的變化外，光譜的展寬也會發生變化。這種感測器在應變和溫度均存在的場合是非常有用的。由於應變的影響，啁啾光纖光柵反射信號會拓寬，峰值波長也會發生位移，而溫度的變化則由於折射率的溫度依賴性（dn/dT），僅會影響重心的位置。因此通過同時測量光譜位移和展寬，就可以同時測量應變和溫度。
2、長周期光纖光柵（LPG）感測器的工作原理
長周期光纖光柵（LPG）的周期一般認為有數百微米，它在特定的波長上可把纖芯的光耦合進包層，其公式如下：
li=(n0- niclad）·L ⑵
式中，n0—纖芯的折射率；niclad—i階軸對稱包層模的有效折射率。
光在包層中將由於包層/空氣界面的損耗而迅速衰減，留下一串損耗帶。一個獨立的LPG可能在一個很寬的波長范圍上有許多的共振，其共振的中心波長主要取決於芯和包層的折射率差，由應變、溫度或外部折射率變化而產生的任何變化都能在共振中產生大的波長位移，通過檢測Dli，就可獲得外界物理量變化的信息。LPG在給定波長上共振帶的響應通常有不同的幅度，因而適用於構建多參數感測器。

⑶ 光纖光柵感測器的原理(文字表示)

光柵式感測器（optical grating transcer）指採用光柵疊柵條紋原理測量位移的感測器。光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線密度為 10～100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學放大作用和誤差平均效應，因而能提高測量精度。

當光纖光柵所處環境的溫度、應力、應變或其它物理量發生變化時，光柵的周期或纖芯折射率將發生變化，從而使反射光的波長發生變化，通過測量物理量變化前後反射光波長的變化，就可以獲得待測物理量的變化情況。如利用磁場誘導的左右旋極化波的折射率變化不同，可實現對磁場的直接測量。

⑷ 反射光柵原理

反射式光柵是發光器和接收器在同一邊，由發光器發出的光束通過反光板反射到接收器上，形成光幕或光柵。

⑸ 光柵尺的原理及結構

結構：

光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床固定部件上，光柵讀數頭裝在機床活動部件上，指示光柵裝在光柵讀數頭中。右圖所示的就是光柵尺的結構。

光柵檢測裝置的關鍵部分是光柵讀數頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調整機構等組成。光柵讀數頭結構形式很多，根據讀數頭結構特點和使用場合分為直接接收式讀數頭(或稱硅光電池讀數頭、鏡像式讀數頭、分光鏡式讀數頭、金屬光柵反射式讀數頭）。

原理：

以透射光柵為例，當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，並且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位於幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為「莫爾條紋」。

嚴格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示。

(5)反射式光柵檢測裝置原理圖擴展閱讀

使用注意事項

（1）光柵尺感測器與數顯表插頭座插拔時應關閉電源後進行。

（2）盡可能外加保護罩，並及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵尺感測器殼體內部。

（3）定期檢查各安裝聯接螺釘是否松動。

（4）為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻塗上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

（5） 為保證光柵尺感測器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。

（6） 光柵尺感測器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺感測器即失效了。

⑹ 光柵測量原理

復測量光柵是一種特殊制的光電感測器，與普通的對射式光電感測器一樣，包含相互分離且相對放置的發射器和收光器兩部分，但其外形尺寸較大，為長管狀。測量光幕發射器產生的檢測光線並非如普通感測器般只有一束，而是沿長度方向定間距生成光線陣列，形成一個「光幕」，以一種掃描的方式，配合控制器及其軟體，實現監控和測量物體外形尺寸的功能。

⑺ 光柵工作原理

光柵的工作原理：

一、折射原理

利用光柵視覺軟體把不同的圖案轉化成光柵線數，利用光柵折射的原理，在不同的角度呈現出不同的圖案，如右圖所示，不同規格的光柵會有不同的折射效果與折射角度，觀賞距離也會有所不同，所以在設計光柵效果圖檔的時候，必須先了解光柵才能設計出符合光柵特性的設計圖。

二、視覺效果

光柵效果可以分為以下幾種：立體[3D]、兩變[Flip]、變大變小[Zoom]、爆炸[Explosion]、連續動作[Animation]、扭轉[Twist]等，其實可以更簡化分類為：立體[3D]、變圖[Flip]，在變圖中就涵蓋所有變化的效果，這些效果可以透過許多市面上的動畫軟體、繪圖軟體、網頁多媒體軟體，產生所需要的分解圖檔，經由光柵視覺軟體將分解圖合成為光柵線數即可將平面的效果做成立體[3D]、變圖[Flip]的特殊效果。

注意事項：

圖層必須獨立且影像完整。

圖檔解析度300dpi。

檔案格式必須為PSD檔，[CMYK、RGB]皆可。

背景圖層必須出血至少1CM。

三、光柵原理

光柵也稱衍射光柵。是利用多縫衍射原理使光發生色散（分解為光譜）的光學元件。它是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫（刻線）的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數量很大，一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過光柵每個縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣，這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異，當復色光通過光柵後，不同波長的譜線在不同的位置出現而形成光譜。光通過光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結果。

四、分光原理

對於給定的光柵，不同波長的同一級主級大或次級大（構成同一級光柵光譜中的不同波長譜線）都不重合，而是按波長的次序順序排列，形成一系列分立的譜線。這樣，混合在一起入射的各種不同波長的復合光，經光柵衍射後彼此被分開。這就是衍射光柵的分光原理。

(7)反射式光柵檢測裝置原理圖擴展閱讀：

光柵主要有：狹縫光柵和柱鏡光柵兩類，狹縫光柵即線型光柵是最早較為成熟的光柵，其成像原理為針孔成像的原理。 因這種光柵比較容易製作，技術難度不大，所以在十幾年前就有製作非常優美的大幅狹縫光柵立體燈箱廣告出現。現今一些立體製作公司仍樂於用狹縫光柵立體燈箱參與展覽，效果是不錯，但狹縫光柵立體燈箱有以下缺陷：透光率僅20%～30%，不環保，不節能，照明燈多耗能大，發熱大，室外亮度不夠，僅適用於室內。

柱鏡光柵種類繁多主要有板材和模材兩大類，其成像原理為弧面透鏡折射反射成像原理。柱鏡光柵潛力較大，室內外打不打燈都可使用，市場普及率正不斷擴大。光柵膜材曾一度因具有價格競爭力而風靡過一陣，但由於柱鏡光柵板價格的逐步下降，以及膜材需要粘貼及技術還有待提高的原因使其競爭力未顯突出。

⑻ 光柵式指示表檢定儀的工作原理

光柵式指示表檢定儀是利用光柵測長原理，把直線位移變成電信號，經前置放大、分相、整形、電子細分，將脈沖信號進行記數和顯示，並利用微處理器進行數據處理，最後由微型列印機列印出檢定數據和結果。其框圖如下 。
光柵測長的原理是將光源發出的光，通過望遠系統變為平行光，照射到柵線面相對的透射式標尺光柵和指示光柵上，當標尺光柵相對固定的指示光柵沿柵線垂直方向移動時，則所產生的明暗相間的莫爾條紋沿柵線方向移動。兩塊光柵尺相對移動一個柵距，莫爾條紋的光強周期地變化一次，並掃過安放在指示光柵前的四隻光電元件，從而產生兩路正弦電信號，經電路系統處理後，變成脈沖信號。由於儀器測桿與標尺光柵剛性連接，故測桿位移L與脈沖信號的關系可用下式表達
L=A?N=
式中，A—脈沖當量；n—電路細分能力；k—光柵線紋密度；N—脈沖數。
脈沖當量是每一個脈沖相當的位移尺寸。設n=100，k=100，N=1，則
L=×1=0?1μm
上式說明，當採用100線光柵時，電信號經過100細分後，測桿每移動0?1μm，電路將給出一個電脈沖。由微機記取脈沖數即可准確地得到被測尺寸大小。

⑼ 試述光柵測量裝置的組成及工作原理

1．光柵測量裝置的組成：
德國HEIDENHAIN公司生產的長光柵測量裝置基本結構主要包括三大部分：光柵尺（定尺）、掃描頭、滑動頭入EXE＊＊＊（＊＊＊表示型號代碼）。
光柵尺：一般固定在數控機床的導軌旁邊或床身上，光柵尺里的主光柵一般每隔5cm、5cm、10cm都有一個零標記，定尺上面安裝了兩個密封塑料條，以防止掃描頭滑動時臟污物進人。
掃描頭：一般固定在工作台或活動部件上，跟隨一起移動。其組成包括指示光柵、光源、透鏡、光電元件。放大電路，其中光源一般選用燈絲燈泡或發光二極體，光電元件選用硅光電池，一般為三組，六個硅光電池。
EXE＊＊＊：主要是把掃描頭輸出的信號通過放大、脈沖整形、倍頻等處理，輸出脈沖序列信號。
2．光柵測量裝置工作原理：
光柵尺與掃描頭之間的相對運動，也就是把數控機床的位置變化，通過光柵測量裝置內的兩組光電池變成相位差900的電信號，其中每組由兩個相差1800的光電池接成推挽形式。另外一組光電池也接成推挽形式直接感測零標志信號，它們輸出的電信號分別為人；人人。
掃描頭（滑動頭）輸出的信號經 EXE＊＊＊處理後變成脈沖方波Ual、UaZ、Uao，另外還有一個由自身產生的報警信號Us，此信號在光柵污染、輸人電纜線斷或燈泡損壞等原因造成通道放大器輸出信號為零，驅動電路由低電平變成高電平輸出時產生。最後這7個信號輸到測量板或位置控制板進行處理，其中Ual、UaZ相位差900。