淺談光柵傳感器的原理與維護(hù)保養(yǎng)

主要應(yīng)用于：

1、各類測(cè)量機(jī)構(gòu)、儀器的位移測(cè)量：彈簧試驗(yàn)機(jī)、三坐標(biāo)機(jī)、投影儀；2、各類機(jī)床的數(shù)顯系統(tǒng)：車床、銑床、磨床、鏜床、電火花、鉆床等；3、各類數(shù)控機(jī)床的配套使用：數(shù)控銑、加工中心、數(shù)控磨等；

4、光柵尺配接PLC,用于各類自動(dòng)化機(jī)構(gòu)的位移測(cè)量。

光柵傳感器結(jié)構(gòu)：

光柵傳感器是有標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。

光柵尺的工作原理：

常見光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進(jìn)行工作的。當(dāng)使指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一角度來(lái)放置兩個(gè)光柵尺時(shí)，必然會(huì)造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積*小，擋光效應(yīng)*弱，光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。相反，距交叉點(diǎn)較遠(yuǎn)的區(qū)域，因光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來(lái)越少，不透明區(qū)域面積逐漸變大，即遮光面積逐漸變大，使得擋光效應(yīng)變強(qiáng)，只有較少的光線能通過(guò)這個(gè)區(qū)域透過(guò)光柵，使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)暗帶，從而便形成了我們所見到的莫爾條紋。

嚴(yán)格地說(shuō)，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。

莫爾條紋特征：

（1）莫爾條紋的變化規(guī)律兩片光柵相對(duì)移過(guò)一個(gè)柵距，莫爾條紋移過(guò)一個(gè)條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正（余）弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對(duì)位移的柵距數(shù)同步。

（2）放大作用在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則W=ω/θ若ω=0．01mm，θ=0.01rad，則上式可得W=1，即光柵放大了100倍。

（3）均化誤差作用莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成，例如每毫米100線的光柵，10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋，這樣?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了，消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。

光柵尺的安裝實(shí)例：

光柵尺的維護(hù)和保養(yǎng)

1、如果有條件，*好為光柵尺通上干凈的（經(jīng)過(guò)過(guò)濾、干燥的）壓縮空氣，這樣可以防止光柵尺的周圍的油、液、氣進(jìn)入光柵尺內(nèi)部，污染光柵尺。

2、光柵尺外盡可能外加保護(hù)罩，并及時(shí)清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴(yán)格防止任何異物進(jìn)入光柵尺殼體內(nèi)部。

3、定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng)，尤其是固定讀數(shù)頭的螺絲。很多時(shí)候，讀數(shù)頭固定螺絲松動(dòng)會(huì)造成機(jī)床直線軸暴走或不能回參考點(diǎn)。

4、為保證光柵尺傳感器使用的可靠性，可每隔一定時(shí)間要用無(wú)水乙醇清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺身的清潔。

5、光柵尺嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂。

6、在安裝光柵尺和讀數(shù)頭時(shí)，特別要注意讀數(shù)頭與光柵尺的距離，或遠(yuǎn)或近都可能造成讀數(shù)頭的損壞或光柵尺殼體內(nèi)的刻度的破壞，甚至報(bào)廢光柵尺。