透射式光柵檢測裝置工作原理

『壹』 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。

『貳』 光柵的工作原理及特點

光柵分為3D立體光柵,光柵尺,安全光柵,復制光柵,全息光柵,反射光柵,透射(衍射)光柵.基本上都是由一系列等寬等間距的平行狹縫組成，在1毫米的長度上往往刻有N多條的刻痕。刻痕處不透光，未刻處透光，我們稱之為透射光柵，另一種光柵是反射光柵,有些需要進行特殊的鍍膜處理,根據這種陰陽效果演變出更多的圖形鏡,圖案鏡等,簡單原理就像是手電筒對著手指投影到對面牆壁,看到的圖形.只是一個是微光一個是宏光製做.猶如在發絲上雕刻,工藝的難易不同. 最早的光柵是1821年由德國科學家J.夫琅和費用細金屬絲密排地繞在兩平行細螺絲上製成的。因形如柵欄，故名為「光柵」。現代光柵是用精密的刻劃機在玻璃或金屬片上刻劃而成的。光柵是光柵攝譜儀的核心組成部分，其種類很多。按所用光是透射還是反射分為透射光柵、反射光柵。反射光柵使用較為廣泛;按其形狀又分為平面光柵和凹面光柵。此外還有全息光柵、正交光柵、相光柵、炫耀光柵、階梯光柵等。

(光柵尺)應用於: 數控加工中心，機床，磨床，銑床，自動卸貨機，金屬板壓制和焊接機，機器人和自動化科技， 生產過程測量機器，線性產品, 直線馬達, 直線導軌定位。

(立體光柵)應用於:印刷,展示,立體相片,具有立體效果,通過角度或擺產生幻變,動畫,縮放使圖像列漂亮,已成為辦公文具,家居裝飾用戶首選產品.

(全息光柵)應用於:商標防偽,印刷,光學儀器,激光演示等.

(反射光柵)應用於:大同小異,光學儀器等

(透射光柵)應用於:光學儀器,激光演示,激光玩具…等產品.

『叄』 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。

(3)透射式光柵檢測裝置工作原理擴展閱讀：

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。

『肆』 光柵測定光波波長實驗儀器與實驗原理

【實驗目的】
1、進一步鞏固分光計的調節與使用技巧；
2、利用光柵測定光柵常量、光波波長。
【實驗儀器】
分光計、平面透射光柵、低壓汞燈、平面鏡等。
【實驗原理】
光柵是光學色散元件，為一組數目極多的等寬、等間距平行排列的狹縫。光柵分光原理如下圖所示：