光栅传感器的工作原理
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硬件型号：APS30-0640NB光栅传感器
系统版本：传感器系统
光栅传感器的工作原理
光栅传感器是指利用光栅条纹原理来测量位移的传感器。光栅是由大量等宽、等间距的平行狭缝组成的光学器件。一般来说，光栅是通过在玻璃片上雕刻大量平行的刻痕制成的。刻痕是不透明的部分，两个刻痕之间的光滑部分可以是透明的，相当于开缝。精制的格栅在1cm的宽度上有数千甚至数万个刻痕。被透射光衍射的光栅称为透射光栅，被两个凹槽之间的反射光衍射的光栅称为透射光栅。例如，如果在涂有金属层的表面上雕刻许多平行的凹槽，凹槽之间光滑的金属表面可以反射光线，这种光栅称为反射光栅。由光栅形成的光栅条纹具有光学放大和误差平均的作用，可以提高测量精度。
光栅传感器由直尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统组成。标尺光栅相对于指示光栅运动时，大致按正弦规律形成明暗交替的重叠网格条纹。这些条纹以光栅的相对运动速度运动，并直接照射到光电元件上。在它们的输出端得到一系列电脉冲。通过放大、整形、辨向和计数系统，产生数字信号输出，直接显示所测位移。当光栅所处环境中的温度、应力、应变或其他物理量发生变化时，会使光栅的周期或光纤芯的折射率发生变化，从而使反射光的波长发生变化。通过测量物理量变化前后反射光波长的变化，可以得到待测物理量的变化。如果磁场诱导的左右极化波的折射率不同，则可以直接测量磁场。此外，应力和温度可以通过特定的技术分别和同时测量。通过在光栅上涂上特定的功能材料(如压电材料)，也可以实现物理量(如电场)的间接测量。
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