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在高精度的上,目前大量使用光柵作為反饋檢測元件。光柵與前面講的旋轉變壓器、感應同步器不同,它不是依靠電磁學原理進行工作的,不需要激磁電壓,而是利用光學原理進行工作,因而不需要復雜的系統。

光柵是由標尺光柵和光學讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床的活動部件上,如工作臺。光柵讀數頭裝在機床固定部件上。指示光柵裝在光柵讀數頭中。標尺光柵和指示光柵的平行度及二者之間的間隙(0.05~0.1)要嚴格保證。當光柵讀數頭相對于標尺光柵移動時,指示光柵便在標尺光柵上相對移動。

光柵讀數頭又叫光電轉換器,它把光柵莫爾條紋變成電信號。如圖6-9 所示為垂直入射讀數頭。讀數頭由光源、聚光鏡、指示光柵、光敏元件和驅動電路等組成。

光柵種類較多。根據光線在光柵中是透射還是反射分為透射光柵和反射光柵。前者是在透明的光學玻璃板上,刻制平行等距的密集線紋,利用光的透射現象形成光柵。后者一般用不透明的金屬材料,如不銹鋼板或鋁板上刻制平行等距的密集線紋,利用光的全反射或漫反射形成光柵。透射光柵分辨率較反射光柵高,其檢測精度可達1μm以上。從形狀上看,光柵分為圓光柵和長光柵。前者用于角度測量,后者用于檢測直線位移。兩者工作原理基本相似。
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