光栅传感器，光栅传感器能实现什么功能

本文目录一览

1，光栅传感器能实现什么功能
2，何谓光栅光栅传感器有何特点
3，光纤光栅传感器的简介
4，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搜
5，安全光栅传感器是什么
6，光纤光栅传感器

1，光栅传感器能实现什么功能

光栅传感器能实现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。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。扩展资料：使用注意事项：1、光栅尺传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。2、尽可能外加保护罩，并及时清理溅落在尺上的切屑和油液，严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。3、定期检查各安装连接螺钉是否松动。4、为延长防尘密封条的寿命，可在密封条上均匀涂上一薄层硅油，注意勿溅落在玻璃光栅刻画面上。

口头上讲的光栅传感器实际有两种，一种是用于精密位置测量的光栅尺，主要用于高精度定位。另外一种也叫光幕，即对射的多光束传感器，主要用于安全保护，防止人或人体部位被机器伤害。也有部分用于建议测量。

长度测量

光栅传感器能实现什么功能

2，何谓光栅光栅传感器有何特点

由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅（grating）。一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝。精制的光栅，在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅，还有利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，如在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光，这种光栅成为反射光栅。光栅传感器特点：(1)精度高。光栅式传感器在大量程测量长度或直线位移方面仅仅低于激光干涉传感器。在圆分度和角位移连续测量方面，光栅式传感器属于精度最高的。(2)大量程测量兼有高分辨力。感应同步器和磁栅式传感器也具有大量程测量的特点，但分辨力和精度都不如光栅式传感器。(3)可实现动态测量，易于实现测量及数据处理的自动化。(4)具有较强的抗干扰能力，对环境条件的要求不像激光干涉传感器那样严格，但不如感应同步器和磁栅式传感器的适应性强，油污和灰尘会影响它的可靠性。主要适用于在实验室和环境较好的车间使用。

何谓光栅光栅传感器有何特点

3，光纤光栅传感器的简介

光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。因此，解决交叉敏感问题，实现温度和应力的区分测量是传感器实用化的前提。通过一定的技术来测定应力和温度变化来实现对温度和应力区分测量。这些技术的基本原理都是利用两根或者两段具有不同温度和应变响应灵敏度的光纤光栅构成双光栅温度与应变传感器，通过确定2个光纤光栅的温度与应变响应灵敏度系数，利用2个二元一次方程解出温度与应变。区分测量技术大体可分为两类，即，多光纤光栅测量和单光纤光栅测量。多光纤光栅测量主要包括混合FBG/长周期光栅（long period grating）法、双周期光纤光栅法、光纤光栅/F-P腔集成复用法、双FBG重叠写入法。各种方法各有优缺点。FBG/LPG法解调简单，但很难保证测量的是同一点，精度为9×10-6，1.5℃。双周期光纤光栅法能保证测量位置，提高了测量精度，但光栅强度低，信号解调困难。光纤光栅/F-P腔集成复用法传感器温度稳定性好、体积小、测量精度高，精度可达20×10-6，1℃，但F-P的腔长调节困难，信号解调复杂。双FBG重叠写入法精度较高，但是，光栅写入困难，信号解调也比较复杂。单光纤光栅测量主要包括用不同聚合物材料封装单光纤光栅法、利用不同的FBG组合和预制应变法等。用聚合物材料封装单光纤光栅法是利用某些有机物对温度和应力的响应不同增加光纤光栅对温度或应力灵敏度，克服交叉敏感效应。这种方法的制作简单，但选择聚合物材料困难。利用不同的FBG组合法是把光栅写于不同折射率和温度敏感性或不同温度响应灵敏度和掺杂材料浓度的2种光纤的连接处，利用不同的折射率和温度灵敏性不同实现区分测量。这种方法解调简单，且解调为波长编码避免了应力集中，但具有损耗大、熔接处易断裂、测量范围偏小等问题。预制应变法是首先给光纤光栅施加一定的预应变，在预应变的情况下将光纤光栅的一部分牢固地粘贴在悬臂梁上。应力释放后，未粘贴部分的光纤光栅形变恢复，其中心反射波长不变；而粘贴在悬臂梁上的部分形变不能恢复，从而导致了这部分光纤光栅的中心反射波长改变，因此，这个光纤光栅有2个反射峰，一个反射峰（粘贴在悬臂梁上的部分）对应变和温度都敏感；另一个反射峰（未粘贴部分）只对温度敏感，通过测量这2个反射峰的波长漂移可以同时测量温度和应变。

光纤光栅传感器的简介

4，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搜

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

不给你说，，，

我们课本就是这样写的。。。我亲自打出来的，不是复制奥原理：指示光栅与标尺光栅叠放在一起，中间留有适当的微小间隙，并使两块光栅的刻线之间保持一很小的夹角口，两块光栅的刻线相交，当在诸多相交刻线的垂直方向有光源照射时，光线就从两块光栅刻线重和处的缝隙通过，于是就形成了明暗条纹，这些条文成为莫尔条纹。特性：1.调整夹角即可得到很大的莫尔条纹宽度，起到了放大作用，又提高了测量精度 2.莫尔条纹有位移放大作用 3.莫尔条纹对光栅刻线的误差起到了平均作用

光栅传感器对温度和应变敏感，利用这个特性再加上一定的封装，制作成各种各样的传感器

这个讲起来有点多，建议看一下传感器这个数，唐文彦主编的，第第七章光电式传感器有详细讲述

5，安全光栅传感器是什么

安全光栅传感器在自动化及机械加工行业中的有着重要的保护作用。常见的应用有冲床安全光栅，油压机安全光栅，折弯机双手安全光栅，磨切机安全光栅等。尤其是这一类机械加工业，在机械或设备上安装安全光栅是必备的，因为如果人的手指，手臂或者是整个身体处在危险区域，那么后果是不堪设想的，轻则残疾，重则死亡。每年都有各种各样的安全生产事故发生，多数都是没有按照设备机械的要求装备安全光栅，或者是不合理的操作。安装安全光栅并合理操作发生的事故非常低，这样同样也表明了安全光栅在工业上的安全保护作用是非常明显的。说的简单一点，如果一个设备安装了可靠的西肯安全光栅，当人的部位进入到危险区域，那么西肯安全光栅就能感应到，并给到信号给机械设备进行急停或者相应的保护操作，以此来大大降低人员受伤的危险。反之，如过没有西肯安全光栅，那么人就会很大概率的进行受伤，员工受伤，老板同事同样也会害怕受伤，不论怎么样上班工作是来赚钱的，谁都不想出事，你说是不？尤其是随着这几年员工的安全意识提升及监管力度加大，员工也知道有了安全光栅更安全，监管部门也督促公司、厂家对一些危险性高的行业的机械设备上必须安装西肯安全光栅，可见西肯安全光栅的保护作用是非常明显的。

安全光栅，就是光电保护装置，是用于一些高危设备上面保护人身安全的一种保护装置。现在也有很多人叫做安全光幕、安全保护器、冲床保护器、红外线保护装置等。

对于许多厂家来说，想要选择安全光栅传感器，但是却不知道如何为自己的设备选择合适的产品，型号，尺寸，大小等。今天西肯光栅就来给大家分享一下较为全面的安全光栅选型需要考虑到哪些参数。安全光栅传感器如何选型？----西肯光栅第一步：根据您的设备对人造成的危险程度选择安全光幕的安全等级（简言之：重大伤亡，选择四级or除去重大伤亡的选二级）。下图是安全等级的选择标准第二步：根据您的客户需求是选择国外品牌还是国内品牌（或者是选择四级或者二级，四级为进口光幕价格高出二级的国产光幕一大截。）第三步：确定安全距离的大小（安全光栅形成的保护墙到危险源的垂直距离）第四步：选择光轴间距。保护手指，一般选择10mm间距；保护手掌一般选择选择20mm；保护脚或者是身体，一般选择40mm间距的。当然安全距离很大的时候，上述原则不适用。以人体到达危险源前，设备能停止为原则。第五步：根据您的保护高度，选择合适数量的光轴（大于4的偶数）再选择信号输出（有多种信号输出，pnp*2，npn*2，继电器，等）第六步：选择对射距离（光幕截面尺寸小的，对射距离一般较近，小于3米；光幕截面尺寸大的，对射距离一般较远，大于3米。第七步：选择放射器与接收器之间的同步方式（光同步：发射器与接收器之间没有任何连接，线同步：放射器与接受器之间有根线连接。）第八步：选择安全光幕的结构类型，是选择大一点的，还是选择薄一点的，是否需要无盲区安全光幕，第九步：选择安装方式（多种安装方式，l型侧面安装，l型上下安装，钢管支架方式，端盖自带安装孔等）第十步：根据您的设备使用环境，考虑是否需要安全光幕抗电磁干扰，抗弧光及激光干扰，以及日光干扰，以及防水防尘等。（目前国内很多安全光幕自称是抗各种干扰，但是实际使用并不能抗各种干扰，这点需要我们的工程师朋友擦亮眼睛，不要买着便宜，用着贵，同时还耽误时间，给您造成困扰。）

6，光纤光栅传感器

TGW光纤光栅感温火灾报警系统的原理光纤光栅是TGW光纤光栅感温火灾报警系统中的核心部件之一，它是利用光纤芯层材料的光敏特性，通过紫外准分子激光器采用掩模曝光的方法使一段光纤约8mm光纤纤芯的折射率发生永久性改变，折射率的改变呈周期性分布，形成布喇格光栅结构，如图1所示。图1 光纤光栅原理示意图光纤芯层原来的折射率为n2，被紫外光照射过的部分的折射率变为n2，折射率的分布周期d就是光纤光栅的栅距；当宽带光通过光纤光栅时，满足布喇格条件的波长被光栅反射回来，其余波长的光透射，反射光波长随光栅栅距d的改变而改变。由于光栅栅距d对环境温度非常敏感，因此，通过检测反射波长的变化可以计算出环境温度的改变量。反射光波长的改变量通过信号处理器来检测，它是TGW系统中的另外一个核心部件。TGW系统中的信号处理器采用可调法布里－珀罗腔技术进行波长检测。当信号处理器检测到光纤光栅的反射波长出现异常，它会发送报警信号给火灾报警控制器，火灾报警控制器再发出采取措施的信号，如图2所示。图2 火灾报警信号传输示意图在传统的光纤光栅系统中，如图3（a）所示，由于光栅的反射光具有一定带宽（其3 dB带宽一般为0.2 nm），而光纤光栅的复用方式为波分复用，因此，在光源带宽的限制下，传感器探头的复用数量非常有限，一般只有15-30个左右，不能满足隧道的应用需求。图3（a）传统复用方法示意图图3（b）混合复用方法示意图武汉理工光科股份有限公司的TGW光纤光栅感温火灾报警系统将传统波分复用技术和全同光纤光栅复用技术结合，使用波分复用与全同光纤光栅混合复用方法，解决了隧道火灾报警的难题。隧道的火灾监测和报警系统中，按照国家相关规范，要进行防火分区的划分，一般50-100米为一个防火分区，这个区域某个监测点处发生火灾，整个区域的火警系统必须启动。波分复用与全同光纤光栅混合复用的方法如图3（b）所示，系统将隧道分为多个防火分区，不同防火分区以全同光栅的波长?1,?2…?n进行区分，每个区域的长度为50－100米。?1,?2…?n中每一个波长对应的防火分区内有许多监测点，同一防火分区的所有监测点采用全同光栅，通常100米的监测区布设10～15个监测点，这些监测点上的光纤光栅的反射波长都等于该区域的对应波长。如果系统检测到?i波长产生了移动，就表明它所监测的防火分区的温度发生了变化，若温度变化超过了设定值，系统就会报警。通过这种混合复用的方法，大大增加了系统的测量距离和测量点数，使之能够应用到长距离的隧道工程中去。

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输,反射波长和光栅周期的关系如下：λ= 2 nΛ 其中n为光纤芯的折射率。Λ为光栅的周期。图1. 光纤光栅传感系统的基本原理图 1978年，加拿大通信研究中心的K．O．Hill及其合作者首次从接错光纤中观察到了光子诱导光栅。现在一般采用高强度紫外光源通过Phase Mask所形成的干涉条纹对光纤进行侧面横向曝光以在该光纤芯中产生折射率从而调制或相位光栅。当光纤光栅受应变和周围的温度发生变化时，将导致光栅周期Λ和有效纤芯折射率neff产生变化，从而产生光栅Bragg信号的波长漂移B ，通过监测Bragg波长B 的变化情况，即可获得测点上光纤光栅的应变和周围温度的变化状况。光纤光栅波长漂移B与应变和温度变化的关系如下：其中，第一项代表光纤的应变效应，第二项表示温度对光纤的影响。在1550 nm波长，典型的应变敏感系数为;温度敏感系数为。所以，光纤光栅Bragg波长的变化与应变或环境温度的变化呈线性变化关系，通过检测光纤光栅Bragg波长，就可以测得应变或环境温度。在工程应用中一般采用合适应用的方法，用环氧树脂胶进行封装，外加保护封装进行保护，从而形成光纤光栅光纤传感器。由于光纤光栅（FBG）只能对某个波长进行反射，反射波长的变化需要通过光纤光栅解调仪来测量，一般需要对多个光纤光栅传感器进行测量，也就是说要进行波分复用，将多个光纤光栅（FBG）的串接、每个光纤光栅（FBG）对于一个中心波长，在保证测量的动态范围内，各个光纤光栅（FBG)的波长之间不重叠，这样通过光纤光栅解调仪（FBG Interrogator）实现对不同光纤光栅传感器的反射波长的测量，从而转化成压力或应变的数据。来自于杭州珏光科技