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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,*,*,第三节,光栅传感器,一、光栅的类型和结构,计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类，均由光源、光栅副、光敏元件三大部分组成。计量光栅按形状又可分为长光栅和圆光栅。,9/16/2024,1,尺身,尺身安装孔,反射式扫描头,（与移动部件固定）,扫描头安装孔,可移动电缆,光栅的外形及结构,防尘保护罩的内部为长磁栅,9/16/2024,2,扫描头,（与移动部件固定）,光栅尺,可移动电缆,光栅的外形及结构（续）,9/16/2024,3,反射式光栅,9/16/2024,4,透射式光栅,9/16/2024,5,透射式圆光栅,固定,9/16/2024,6,莫尔条纹,的光学放大作用,在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹角,。,在两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，形成亮带；在两光栅刻线的错开处，由于相互挡光作用而形成暗带。,光栅的刻线宽度,W,莫尔条纹的,宽度,L,L,W,/,，（,为主,光栅和指示光栅刻线的夹角，弧度）,9/16/2024,7,莫尔条纹,演示,9/16/2024,8,莫尔条纹,光学放大作用举例,有一直线光栅，每毫米刻线数为,50,，主光栅与指示光栅的夹角,=,1.8,，则：,分辨力,=栅距,W,=1mm/,50,=0.02mm=20,m,（,由于栅距很小，因此无法观察光强的变化）,莫尔条纹的,宽度是栅距的32倍：,L,W,/,= 0.02mm/（,1.8,*3.14/,180,）,= 0.02mm/0.0314 = 0.637mm,由于较大，因此可以用小面积的光电池“观察”,莫尔条纹,光强的变化。,9/16/2024,9,光栅的输出信号（,TTL）,余弦信号,（超前）,正弦信号,零位,信号,9/16/2024,10,光栅输出信号（电压正弦波）,细分点,余弦信号,正弦信号,零位,信号,9/16/2024,11,脉冲细分,细分技术能在不增加光栅刻线数及价格的情况下提高光栅的分辨力。细分前，光栅的分辨力只有一个栅距的大小。采用,4,细分技术后，计数脉冲的频率提高了,4,倍，相当于原光栅的分辨力提高了3倍，测量步距是原来的1/4，较大地提高了测量精度。,细分前,细分后,9/16/2024,12,光栅细分,举例,有一直线光栅，每毫米刻线数为,50,，细分数为,4细分,，则：,分辨力,=,W,/4,=（1mm/,50）,/,4,=0.005mm=5,m,采用细分技术，,在,不,增加光栅,刻线数（成本）的情况下，将分辨力提高了,3,倍。,9/16/2024,13,辨向电路及波形,如果传感器只安装一套光电元件，则在实际应用中，无论光栅作正向移动还是反向移动，光敏元件都产生相同的正弦信号，无法分辨位移的方向。,例：某,1024,p/r,圆光栅，正转10圈，反转 4 圈，若不采取辨向措施，则计数器将错误地得到14336个脉冲，而正确值为：(,104,)10246144个脉冲。,9/16/2024,14,正向运动产生加法脉冲,正向运动时，与,门,IC,2,无,“,减,”,计数脉冲输出。,9/16/2024,15,为光栅设计的专用数据转接器（光栅计数卡）,内部包含以下电路：放大、整形、细分、辨向、报警、阻抗变换等。,9/16/2024,16,为光栅设计的专用信号处理单元 （光栅插补器）,功能同上页,9/16/2024,17,光栅在机床上的安装位置（,2,个自由度）,9/16/2024,18,光栅在机床上的安装位置（,3,个自由度）,数显表,9/16/2024,19,光栅在机床上的安装位置 （,3,个自由度）（续）,9/16/2024,20,2自由度光栅数显表,X,位移,显示,Z（Y）,位移,显示,9/16/2024,21,3自由度光栅数显表,9/16/2024,22,光栅数显表（续）,三,座标,数显表,9/16/2024,23,SDS8-3E,光栅数显箱功能:,公制/英制转换绝对/相对转换线性误差补偿正反方向计算归零插值补偿到达目标值停机,PCD,圆周分孔200组零位记忆电蚀深度目标值显示实时工作位置显示掉电记忆,9/16/2024,24,光栅数显表（续）,设定按键,9/16/2024,25,安装有直线光栅的数控机床加工实况,防护罩内为直线光栅,光栅扫描头,被加工工件,切削刀具,角编码器安装在夹具的端部,9/16/2024,26,作业,p201:,3、5,9/16/2024,27,休 息 一 下,9/16/2024,28,
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