（一）光柵傳感器的結(jié)構(gòu)

光柵傳感器的結(jié)構(gòu)均由光源、主光柵、指示光柵、通光孔、光電元件這幾個(gè)主要部分構(gòu)成。

1、光源

鎢絲燈泡，它有較小的功率，與光電元件組合使用時(shí)，轉(zhuǎn)換效率低，使用壽命短。半導(dǎo)體發(fā)光器件，如砷化鎵發(fā)光二極管，可以在 范圍內(nèi)工作，所發(fā)光的峰值波長為 ，與硅光敏三極管的峰值波長接近，因此，有很高的轉(zhuǎn)換效率，也有較快的響應(yīng)速度。

2、光柵付

由柵距相等的主光柵和指示光柵組成，指示光柵比主光柵要短很多。

主光柵和指示光柵相互重疊，但又不完全重合。兩者柵線間會(huì)錯(cuò)開一個(gè)很小的夾角 ，以便于得到莫爾條紋。一般主光柵是活動(dòng)的，它可以單獨(dú)地移動(dòng)，也可以隨被測物體而移動(dòng)，其長度取決于測量范圍。指示光柵相對(duì)于光電器件而固定。

3、通光孔

通光孔是發(fā)光體與受光體的通路，一般為條形狀，其長度由受光體的排列長度決定，寬度由受光體的大小決定。它是帖在指示光柵板上的。

4、受光元件

受光元件是用來感知主光柵在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生莫爾條紋的移動(dòng)，從而測量位移量。在選擇光敏元件時(shí)，要考慮靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、光譜特性、穩(wěn)定性、體積等因素。

（二）莫爾條紋的形成和特點(diǎn)

1、長光柵的莫爾條紋

柵距相等的主光柵和指示光柵，在相距為其刻線面相對(duì)地重疊在一起，主光柵面與指示光柵面間留有距離為 的間隙，且主光柵與指示光柵錯(cuò)開一個(gè)很小的角度 ，由于光的干涉效應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生幾乎垂直于柵線的明暗相間的條紋，兩光柵線彼此重合，光線從間隙中通過，形成光亮帶；兩光柵線彼此錯(cuò)開，光線就被遮檔不能通過，形成光暗帶。這些明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。莫爾條紋隨主光柵與指示光柵的相對(duì)左右移動(dòng)而上下移動(dòng)，莫爾條紋移動(dòng)方向與光柵移動(dòng)方向及主光柵和指示光柵的夾角。

由于莫爾條紋的方向與光柵移動(dòng)的方向相差 ，即近似與柵線方向垂直，所以又稱為橫向莫爾條紋。橫向莫爾條紋有如下重要特點(diǎn)：

（1）平均效應(yīng)

莫爾條紋是由大量柵線形成的，對(duì)光柵線的刻劃誤差有平均的作用，因而能在很大程度上消除短周期誤差對(duì)測量精度影響。

（2）對(duì)應(yīng)關(guān)系

兩光柵沿與柵線垂直方向相對(duì)移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋沿柵線方向移動(dòng)。兩光柵相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距 ，莫爾條紋對(duì)應(yīng)地移動(dòng)一個(gè)條紋間距 。利用這一嚴(yán)格一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，光電元件就能接收到對(duì)應(yīng)的條紋數(shù)目，也就感知到了主光柵的位移量。

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