光柵尺位移傳感器的檢測和數據處理方法

　　光柵尺位移傳感器作為一種測量位移的傳感器，經常要對其進行檢測，才能確保測量的準確性，那么光柵尺位移傳感器的數據處理方法是什么呢？

　　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。

　　（1）莫爾條紋的變化規律

　　兩片光柵相對移過一個柵距，莫爾條紋移過一個條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規律近似正(余)弦函數，變化周期數與光柵相對位移的柵距數同步。

　　（2）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。

　　（3）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，這樣柵距之間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

　　光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴，且制造困難。為了提高系統分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，光柵尺傳感器系統多采用電子細分方法。

　　當兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋，隨著光柵的移動，莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數的測量。

　　光柵尺位移傳感器的數據處理方法

　　在一個莫爾條紋寬度內，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數脈沖，這在工業普通測控中已達到了很高精度。

　　由于位移是一個矢量，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。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放構成的差分放大器。

　　由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數脈沖，需對這兩路信號進行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波。

　　通過對方波的相位進行判別比較，就可以等到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數，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據處理方法的介紹，大家在操作過程中可以對具體的過程進行分析總結。