光柵尺位移傳感器的檢測和數(shù)據(jù)處理方法

　　光柵尺位移傳感器作為一種測量位移的傳感器，經(jīng)常要對(duì)其進(jìn)行檢測，才能確保測量的準(zhǔn)確性，那么光柵尺位移傳感器的數(shù)據(jù)處理方法是什么呢？

　　之前給大家介紹光柵尺位移傳感器的工作原理的時(shí)候，我們知道了莫爾條紋，下面先來給大家說一下莫爾條紋的特征吧，能夠幫助大家了解光柵尺位移傳感器。

　?。?）莫爾條紋的變化規(guī)律

　　兩片光柵相對(duì)移過一個(gè)柵距，莫爾條紋移過一個(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。

　?。?）放大作用

　　在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度ω和光柵柵距W、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。

　?。?）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。

　　光柵尺位移傳感器的檢測

　　光柵測量位移的實(shí)質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對(duì)位稱量進(jìn)行測量。高分辨率的光柵尺一般造價(jià)較貴，且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率，需要對(duì)莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分，光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。

　　當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時(shí)，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋，隨著光柵的移動(dòng)，莫爾條紋也隨之上下移動(dòng)。這樣就把對(duì)光柵柵距的測量轉(zhuǎn)換為對(duì)莫爾條紋個(gè)數(shù)的測量。

　　光柵尺位移傳感器的數(shù)據(jù)處理方法

　　在一個(gè)莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置4個(gè)光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。例如，柵線為50線對(duì)/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計(jì)數(shù)脈沖，這在工業(yè)普通測控中已達(dá)到了很高精度。

　　由于位移是一個(gè)矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號(hào)。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的差分放大器。

　　由4個(gè)光敏器件獲得的4路光電信號(hào)分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號(hào)其相位差為π/2，為得到判向和計(jì)數(shù)脈沖，需對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波。

　　通過對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較，就可以等到光柵尺的移動(dòng)方向。通過對(duì)方波脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以等到光柵尺的位移和速度。

　　以上就是光柵尺位移傳感器的檢測和數(shù)據(jù)處理方法的介紹，大家在操作過程中可以對(duì)具體的過程進(jìn)行分析總結(jié)。