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位移傳感器的工作原理
位移傳感器又稱為線性傳感器,，是一種探測(cè)物體移動(dòng)位移的裝置,。根據(jù)樣式劃分,，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器,，光電式位移傳感器,，位移傳感器超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器,。 電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,，接通電源后，在開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場,，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí),，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減,，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測(cè)物體的目的,。
計(jì)量光柵是利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象來測(cè)量位移的。“莫爾”原出于法文Moire,，意思是水波紋,。幾百年前法國絲綢工人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩層薄絲綢疊在一起時(shí),，將產(chǎn)生水波紋狀花樣;如果薄綢子相對(duì)運(yùn)動(dòng),，則花樣也跟著移動(dòng)，這種奇怪的花紋就是莫爾條紋,。
一般來說,，只要是有一定周期的曲線簇重疊起來，便會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋,。計(jì)量光柵在實(shí)際應(yīng)用上有透射光柵和反射光柵兩種;按其作用原理又可分為輻射光柵和相位光柵;按其用途可分為直線光柵和圓光柵,。下面以透射光柵為例加以討論,。
透射光柵尺上均勻地刻有平行的刻線即柵線，a為刻線寬,，b為兩刻線之間縫寬,，W=a+b稱為光柵柵距。目前國內(nèi)常用的光柵每毫米刻成10,、25、50,、100,、250條等線條。光柵的橫向莫爾條紋測(cè)位移,，需要兩塊光柵,。一塊光柵稱為主光柵，它的大小與測(cè)量范圍相一致;另一塊是很小的一塊,，稱為指示光柵,。為了測(cè)量位移，必須在主光柵側(cè)加光源,，在指示光柵側(cè)加光電接收元件,。當(dāng)主光柵和指示光柵相對(duì)移動(dòng)時(shí)，由于光柵的遮光作用而使莫爾條紋移動(dòng),，固定在指示光柵側(cè)的光電元件,，將光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于光源的大小有限及光柵的衍射作用,，使得信號(hào)為脈動(dòng)信號(hào),。
直流信號(hào)和近視正弦的周期信號(hào)的疊加，周期信號(hào)是位移x的函數(shù),。每當(dāng)x變化一個(gè)光柵柵距W,，信號(hào)就變化一個(gè)周期，信號(hào)由b點(diǎn)變化到b’點(diǎn),。由于bb’=W,，故b’點(diǎn)的狀態(tài)與b點(diǎn)狀態(tài)*一樣，只是在相位上增加了2π,。