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2024.09.12

光栅尺的工作原理和使用注意事项

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  光栅尺位移传感器简称光栅尺,结构如下图所示。工作原理是由一对光栅副中的主光栅尺(即标尺光栅)和副光栅尺(即指示光栅)进行相对位移时,在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形,称为莫尔条纹。经过光电器件使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号,再经过放大器放大,整形电路整形后,得到两路相差为90°的正弦波或方波,送入光栅数显表计数显示。

光栅尺的结果图片

  常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的测量反馈装置。作为闭环系统中常用的位移测量装置,光栅尺位移传感器经常应用于数控机床、加工中心以及测量仪器等方面,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大、检测精度高、响应速度快的特点。

  光栅线位移传感器的测量准确度,首先取决于标尺光栅刻线划分度的质量和指示光栅扫描的质量(栅线边沿清晰至关重要),其次才是信号处理电路的质量和指示光栅沿标尺光栅导向的误差。影响光栅尺测量准确度的是在光栅整个测量长度上的位置偏差和光栅一个信号周期内的位置偏差。

  光栅尺使用注意事项

  1、一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上,随机床走刀而动,读数头固定在床身上,尽可能使读数头安装在主尺的下方。安装时必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时,则必须增加辅助密封装置。另外,一般情况下,读数头应尽量安装在相对机床静止的部件上,此时输出导线不移动、易固定,而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。

  2、拆信号线时应切断电源。

  3、光栅尺严禁剧烈震动撞击,以免破坏光栅尺,一旦光栅尺断裂,光栅传感器就失效了。

  4、不要自行拆开光栅传感器,更不能任意改动主光栅尺与副光栅尺的相对间距,否则,一方面可能破坏光栅传感器的精度;另一方面还可能造成主光栅尺与副光栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,造成光栅尺报废。

  5、应注意防止油及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线的条纹分布,增大测量误差。

  6、光栅传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以避免蚀光栅铬层及光栅尺表面,破坏光栅尺质量。


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