delta sensor VFT1-JC DC24V 漫反射光柵 在高精度的上,目前大量使用光柵作為反饋檢測元件。光柵與前面講的旋轉變壓器、感應同步器不同,它不是依靠電磁學原理進行工作的,不需要激磁電壓,而是利用光學原理進行工作,因而不需要復雜的系統。
delta sensor VFT1-JC DC24V 漫反射光柵
delta sensor VFT1-JC DC24V 漫反射光柵
1.光柵的種類和結構
在高精度的上,目前大量使用光柵作為反饋檢測元件。光柵與前面講的旋轉變壓器、感應同步器不同,它不是依靠電磁學原理進行工作的,不需要激磁電壓,而是利用光學原理進行工作,因而不需要復雜的系統。
光柵種類較多。根據光線在光柵中是透射還是反射分為透射光柵和反射光柵。前者是在透明的光學玻璃板上,刻制平行等距的密集線紋,利用光的透射現象形成光柵。后者一般用不透明的金屬材料,如不銹鋼板或鋁板上刻制平行等距的密集線紋,利用光的全反射或漫反射形成光柵。透射光柵分辨率較反射光柵高,其檢測精度可達1μm以上。從形狀上看,光柵分為圓光柵和長光柵。前者用于角度測量,后者用于檢測直線位移。兩者工作原理基本相似。
2.光柵的結構和工作原理
光柵是由標尺光柵和光學讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床的活動部件上,如工作臺。光柵讀數頭裝在機床固定部件上。指示光柵裝在光柵讀數頭中。標尺光柵和指示光柵的平行度及二者之間的間隙(0.05~0.1mm)要嚴格保證。當光柵讀數頭相對于標尺光柵移動時,指示光柵便在標尺光柵上相對移動。
光柵讀數頭又叫光電轉換器,它把光柵莫爾條紋變成電信號。如圖6-9 所示為垂直入射讀數頭。讀數頭由光源、聚光鏡、指示光柵、光敏元件和驅動電路等組成。
(3)起平均誤差作用。莫爾條紋是由若干光柵線紋干涉形成的,這樣柵距之間的相鄰誤差被平均化了,消除了柵距不均勻造成的誤差。
(4)莫爾條紋的移動與柵距之間的移動成比例。當干涉條紋移動一個柵距時,莫爾條紋也移動一個莫爾條紋寬度w,若光柵移動方向相反,則莫爾條紋移動的方向也相反。莫爾條紋的移動方向與光柵移動方向相垂直。這樣測量光柵水平方向移動的微小距離就用檢測垂直方向的寬大的莫爾條紋的變化代替。
3. 應用(光柵位移-數字轉換系統)
當光柵移動一個柵距,莫爾條紋便移動一個條紋寬度,理論上光柵亮度變化是一個三角波形,但由于漏光和不能達到最大亮度,被削頂削底后而近似一個正弦波。硅光電池將近似正弦波的光強信號變為同頻率的電壓信號,經光柵位移—數字變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。每產生一個脈沖,就代表移動了一個柵距那么大的位移,通過對脈沖計數便可得到工作臺的移動距離。