西安电子科技大学：《光电探测技术与系统》课程电子教案（PPT课件讲稿）莫尔条纹传感器

S4-12 光栅式传感器 口光栅定义：在玻璃 (或金属)上进行刻划，可得到一系 列密集刻线，这种具有周期性的刻线分布的光学元件称 为光栅。 口特点：1）精度高； 2)大量程测量兼有高分辨力；3) 可实现动态测量；4)具有较强的抗干挑能力。 口测量领域：主要是几何量（线位移和角位移）测量。其 它包括振动、速度、应力、应变等。 (如数控机床上的线位移和角位移量，用来进行自动控 制)

光栅定义：在玻璃（或金属）上进行刻划，可得到一系 列密集刻线，这种具有周期性的刻线分布的光学元件称 为光栅。 特点：1）精度高；2）大量程测量兼有高分辨力；3） 可实现动态测量；4）具有较强的抗干扰能力。 测量领域：主要是几何量（线位移和角位移）测量。其 它包括振动、速度、应力、应变等。 （如数控机床上的线位移和角位移量，用来进行自动控 制） S4-12 光栅式传感器

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

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

光栅的外形及结构 尺身 尺身安装孔防尘保护罩的内部为长磁栅 反射式扫描头 (与移动部件固定) 扫描头安装孔 可移动电缆

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

光栅的外形及结构（续) 可移动电缆 扫描头（与移动部件固定) 光栅尺

可移动电缆 扫描头（与移动部件固定） 光栅尺 光栅的外形及结构（续）

反射式光栅 光电二极管接收器 红外光源(IRED) 00 透镜 参考点标志 刻线轨迹 刻线钢带 栅格

反射式光栅

透射式光栅 红外光源(IRED) 栅格 刻线玻璃 刻线轨迹 参考点标志 光电二极管接收器

透射式光栅

透射式圆光栅 光电二极管接收器 栅格 透镜 红外光源(IRED) 固定 刻度盘 参考点标志

透射式圆光栅 固定

二、莫尔条纹 在透射式直线光 栅中，把主光栅与指 1、定义 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0。在两光栅 a 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

1、定义 二、莫尔条纹 θ B a a b b W 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 θ。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

2、亮带与暗带之间的距离B 横向莫尔条纹的斜率 0 tano三tan 2 莫尔条纹间距 02 BC B=AB= sin 2sin 2 2 AR 莫尔条纹的宽度B由 光栅常数与光栅夹角决定

2、 亮带与暗带之间的距离B tan tan 2   = 横向莫尔条纹的斜率 莫尔条纹间距    BC W W BH = AB = =  2 2sin 2 sin 莫尔条纹的宽度BH由 光栅常数与光栅夹角决定

莫尔条纹演示 示园 主爬种]

莫尔条纹演示