光栅检测装置工作原理是利用

Ⅰ 光栅尺的原理及结构

光栅尺也称光栅尺位移传感器，是利用光栅光学原理工作的测量，反馈装置，用于检测直线位移或角位移，其测量输出信号为数字脉冲，具有检测范围大、检测精度高、响应速度快的特点，光栅尺常用于数控机床的闭环，伺服系统或长度检测仪器中。
例如：在机床中用于检测刀具和工件的坐标，观察和跟踪走刀误差，起到补偿刀具运动误差的作用。
光栅尺由标尺光栅和光栅读数头两部分组成，光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜，指示光栅、光电元件及调整机构等组成。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为玻璃透射光栅和金属反射光栅。

Ⅱ 国产同茂直线电机直线光栅尺的结构和原理是什么

直线电机属于高精密的特殊电机，同茂直线电机的位置精度有0.01μm~10μm多种级别。那么直线电机是如何实现直线位移的精确反馈的呢，那就是直线光栅尺，下面简单介绍下光栅尺的基本结构和原理吧。

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。

光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。

一、基本结构如下：

光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床固定部件上，光栅读数头装在直线电机动子上，指示光栅装在光栅读数头中。

2、莫尔条纹具有以下特征：

(1)莫尔条纹的变化规律

两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用，莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数，变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。

(2)放大作用

在两光栅栅线夹角较小的情况下，莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中，θ的单位为rad，W的单位为mm。由于倾角很小，sinθ很小，则W=ω/θ；若ω=0.01mm，θ=0.01rad，则上式可得W=1，即光栅放大了100倍。

(3)均化误差作用

莫尔条纹是由若干光栅条纹共用形成，例如每毫米100线的光栅，10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹，这样栅距之间的相邻误差就被平均化了，消除了由于栅距不均匀、断裂等造成的误差。

三、检测与数据处理

1、电子细分与判向法

光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制造困难。为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，目前，光栅尺传感器系统多采用电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。

在一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如，栅线为50线对/mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业普通测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量，即要检测其大小，又要检测其方向，因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波，通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由4个光敏器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波。然后，通过对方波的相位进行判别比较，就可以等到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数，可以等到光栅尺的位移和速度。

以上就是国产同茂直线电机专用光栅尺的基本结构和工作原理，如需了解更多的关于直线电机和音圈电机的选型和应用，可以私信我。

希望对你有帮助，谢谢！