光栅的工作原理及特点

光栅传感器的基本原理是什么？莫尔条纹是如何形成的？有和特点~

光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线密度为 10～100线/毫米。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应，因而能提高测量精度。
传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成（见图）。标尺光栅相对于指示光栅移动时，便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。这些条纹以光栅的相对运动速度移动，并直接照射到光电元件上，在它们的输出端得到一串电脉冲，通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出，直接显示被测的位移量。
传感器的光路形式有两种：一种是透射式光栅，它的栅线刻在透明材料（如工业用白玻璃、光学玻璃等）上；另一种是反射式光栅，它的栅线刻在具有强反射的金属（不锈钢）或玻璃镀金属膜（铝膜）上。这种传感器的优点是量程大和精度高。光栅式传感器应用在程控、数控机床和三坐标测量机构中，可测量静、动态的直线位移和整圆角位移。在机械振动测量、变形测量等领域也有应用。
莫尔条纹
以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” 。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表示。

莫尔条纹
W=ω /2* sin（θ /2）=ω /θ 。[1]
莫尔条纹具有以下特征：
(1)莫尔条纹的变化规律：两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用，莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数，变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。
(2)放大作用：在两光栅栅线夹角较小的情况下，莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中，θ的单位为rad

光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线密度为 10～100线/毫米。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应，因而能提高测量精度。
传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成（见图）。标尺光栅相对于指示光栅移动时，便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。这些条纹以光栅的相对运动速度移动，并直接照射到光电元件上，在它们的输出端得到一串电脉冲，通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出，直接显示被测的位移量。
传感器的光路形式有两种：一种是透射式光栅，它的栅线刻在透明材料（如工业用白玻璃、光学玻璃等）上；另一种是反射式光栅，它的栅线刻在具有强反射的金属（不锈钢）或玻璃镀金属膜（铝膜）上。这种传感器的优点是量程大和精度高。光栅式传感器应用在程控、数控机床和三坐标测量机构中，可测量静、动态的直线位移和整圆角位移。在机械振动测量、变形测量等领域也有应用。
莫尔条纹
以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” 。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表示。

莫尔条纹
W=ω /2* sin（θ /2）=ω /θ 。[1]
莫尔条纹具有以下特征：
(1)莫尔条纹的变化规律：两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用，莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数，变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。
(2)放大作用：在两光栅栅线夹角较小的情况下，莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中，θ的单位为rad

光栅分为3D立体光栅,光栅尺,安全光栅,复制光栅,全息光栅,反射光栅,透射(衍射)光栅.基本上都是由一系列等宽等间距的平行狭缝组成，在1毫米的长度上往往刻有N多条的刻痕。刻痕处不透光，未刻处透光，我们称之为透射光栅，另一种光栅是反射光栅,有些需要进行特殊的镀膜处理,根据这种阴阳效果演变出更多的图形镜,图案镜等,简单原理就像是手电筒对着手指投影到对面墙壁,看到的图形.只是一个是微光一个是宏光制做.犹如在发丝上雕刻,工艺的难易不同. 最早的光栅是1821年由德国科学家J.夫琅和费用细金属丝密排地绕在两平行细螺丝上制成的。因形如栅栏，故名为“光栅”。现代光栅是用精密的刻划机在玻璃或金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分，其种类很多。按所用光是透射还是反射分为透射光栅、反射光栅。反射光栅使用较为广泛;按其形状又分为平面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅、正交光栅、相光栅、炫耀光栅、阶梯光栅等。

　　(光栅尺)应用于: 数控加工中心，机床，磨床，铣床，自动卸货机，金属板压制和焊接机，机器人和自动化科技， 生产过程测量机器，线性产品, 直线马达, 直线导轨定位。

　　(立体光栅)应用于:印刷,展示,立体相片,具有立体效果,通过角度或摆产生幻变,动画,缩放使图像列漂亮,已成为办公文具,家居装饰用户首选产品.

　　(全息光栅)应用于:商标防伪,印刷,光学仪器,激光演示等.

　　(反射光栅)应用于:大同小异,光学仪器等

　　(透射光栅)应用于:光学仪器,激光演示,激光玩具…等产品.

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龙港区18023194328： 光栅的应用原理 - ？
罗闹乳块： 光栅效果可以分为以下几种:立体[3D]、两变[Flip]、变大变小[Zoom]、爆炸[Explosion]、连续动作[Animation]、扭转[Twist]....等,其实可以更简化分类为:立体[3D]、变图[Flip],在变图中就涵盖所有变化的效果,这些效果可以透过许多市面上的...

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龙港区18023194328： 光栅原理? - ？
罗闹乳块： 栅测量系统是由光栅尺与光栅数显表组成.光栅尺把采集到的位移信号传输到光栅数显表来显示测量结果.光栅尺的位移信号经光电二极管转化为弦波信号,然后经过细分电路和整形电路转化为单片机能够识别的方波信号. 按照工作原理光栅可分为计量光栅和物理光栅 .计量光栅是通过光栅的莫尔条纹现象进行位移的精密测量和控制的,计量光栅一般比较粗;物理光栅主要用作散射元件进行光波长的测定及光谱分析.光栅尺是计量光栅中的一种. 光栅传感器主要是由光源、照明系统、主光栅、指示光栅、接收光学系统、光电接 收元件等组成

龙港区18023194328： 试述直线光栅的工作原理. - ？
罗闹乳块： 光栅是等距的.原理是根据光的反射读信号(脉冲信号),经过分频后传给系统.现代的自动控制系统中已广泛地采用光电传感器(如光栅尺)来解决轴的线位移、转速或转角的监测和控制问题.RG2系列光栅尺是山读数头、光栅和接口组成.光栅上均匀地刻有透光和小透光的线条,一般情况卜,线条数按所测精度刻制,为了判别出运动方向,线条被刻成相位上相差90“的两路.当读数头运动时,接口电路的光电接收器分别产生A相和B相两路相位相差90“的脉冲波 大致原理是这样

龙港区18023194328： 光栅测量原理 - ？
罗闹乳块： 光栅一般分为两端,一端发射(英文简写为S),一端接收(英文简写为E),光源一般为红外不可见的光,如果发射端发出的光被阻断,意思为接收端接收不到完整光源,就会输出信号给PLC .光栅也分为测量光栅和安全光栅,所有光栅都有测量功能.

龙港区18023194328： 光栅表工作原理 - ？
罗闹乳块： 光栅测微传感器,是以高精度光栅作为检测元件底精密测量装置.与数显表配套,组成高精度数字化测量仪器.可以代替机械式千分表、扭簧比较仪、深度尺、电感测微仪和精密量块,配以适当的转换器,可将温度、压力、硬度、重量等参数转...

龙港区18023194328： 安全光栅工作原理是什么 - ？
罗闹乳块： 安全光栅的工作原理:当无物体通过光幕,光栅光幕信号能够正常接收,指示灯绿灯正常点亮,故障指示灯处于熄灭状态,设备正常启动.而当有人或者物体通过安全光幕时,光线处于被遮挡的状态,光栅传感器会把这一信号传递给信号控制器,控制器收到信号后,故障指示灯红灯就变亮,设备就会停止运转,从而启动保护人员的人身安全.目前,在安全光栅方面,意普是知名度最高,质量最好的.

龙港区18023194328： 说明光栅图形显示系统的工作原理,组成及优缺点.谢谢啦! - ？
罗闹乳块： 衍射光栅:单缝衍射的条纹比较宽,而且距离中央亮条纹较远的条纹,亮度也比较低.因此,它没有实用价值.增加其狭缝的个数其衍射宽度变窄.亮度也增加.

龙港区18023194328： 光纤光栅的作用与原理? - ？
罗闹乳块： 光栅是指用特殊加工手段(如激光雕刻)对光纤进行加工后使其只能反射一段特定波长(如1392nm)的光纤,其它波长的光任然可以通过.作用主要应用在光栅传感器上,原理是:当光纤光栅周围的环境(如温度、应力)等发生变化时,通过此光栅反射的特定波长随之发生改变,仪器检测到这种改变后依据实验数据模型解调出有用的信息. 延伸阅读:参见布拉格光栅、瑞丽散射、拉曼光纤等光纤的相关知识.

龙港区18023194328： 光纤光栅的主要特点有哪些呢? ？
罗闹乳块： 光纤光栅具有体积小、波长选择性好、不受非线性效应影响、极化不敏感、易于与光纤系统连接、便于使用和维护、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性好、可与其他光纤器件融成一体等特性,而且光纤光栅制作工艺比较成熟,易于形成规模生产,成本低,因此它具有良好的实用性,其优越性是其他许多器件无法替代的.这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件成为全光网中理想的关键器件.