專利名稱：光柵位移傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種測量和計量儀器中使用的光柵位移傳感器。
位移傳感器用的長度基準一般分為利用激光波長作相干光源構成激光位移傳感器；利用玻璃或金屬材料作載體以每mm刻劃或復制相等整數分割的柵線構成標尺光柵和指示光柵二者層迭在一起組成光柵付，相互間保持一定間隙和角度，二者發生相對直線位移時，就產生莫爾條紋構成的光柵位移傳感器；還有利用感應同步器、容柵、磁線……等作位移傳感器。它們分別使用在不同的場合，根據不同對象要求，被廣泛應用在各種不同精度等級的長度測量、位移控制，在線檢測等生產場合。
傳統技術如
圖1及圖2所示以50線/mm的標尺光柵11和指示光柵11層迭在一起，形成橫向莫氏條紋，四個接收窗口13分別接收到具有一定相位關系(例Δ＝90°)的μ1、μ2、μ3、μ4四相正弦訊號，這是通常所說的帶有裂相光柵窗口的透射式光柵付組成的光柵位移傳感器。這種技術，由于光柵付層迭間隙小，所以帶來調整困難，受光柵尺變形影響大，訊號質量差，作位移測量時，量程比較小。
本實用新型的目的是為了克服現有光柵傳感器的缺點，而提出的一種結構簡單，調整方便，接收訊號強的光柵位移傳感器。
本實用新型的目的是這樣實現的一種光柵位移傳感器，包括一光柵付和一對光電轉換元件，所述的光柵付為游標原理光柵付，由一標尺光柵和一反射式相位光柵構成，其中標尺光柵的柵線為n根/mm，反射式相位光柵的柵線為n-1根/mm；該光柵付分別設在標尺光柵座和反射式相位光柵座上，標尺光柵與反射式相位光柵之間的層迭間隙為0.03mm～0.05mm；標尺光柵座與測桿相連接，反射式相位光柵座上設有相交連通的一入射光線孔和一反射光線孔，該兩孔的相交處設有一鑲嵌反射式相位光柵的光柵孔口，所述入射光線孔口上設有光源，該光源為紅外發光管，反射光線孔口上設有光電接收元件，所述的光電接收元件為四相訊號輸出的田字形光電接收元件。
由于本實用新型采用了以上的結構，光柵付之間的層迭間隙比較大，使調節簡單；采用一“田”字形光電接受器，四相位輸出，訊號質量好，接收訊號強。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。
圖1是傳統的光柵位移傳感器結構示意圖。
圖2是傳統的光柵位移傳感器的原理圖。
圖3是本實用新型光柵付原理示意圖。
圖4是本實用新型整體結構示意圖圖。
本實用新型一種光柵位移傳感器，包括一光柵付和一對光電轉換元件，所述的光柵付為游標原理光柵付，由一標尺光柵2和一反射式相位光柵3構成，一對光電轉換元件包括一光源41和一田字式光電接收元件42。該光柵付，其中標尺光柵的柵線為n根線/mm，例如5線/mm…25線/mm…50線/mm…n線/mm；本實施例選擇50根線/mm。反射式相位光柵12的相線為n-1線/mm，本實施例為49根線/mm。刻柵線表面鍍一層特殊的相位反射膜層。該光柵付分別設在標尺光柵座21和反射式相位光柵座31上，兩者的層迭間隙為0.03mm～0.05mm。標尺光柵座21與側桿5相連接，反射式相位光柵座31上設有相交連通的一入射光線孔311和一反射光線孔312，該兩孔的相交處設有一鑲嵌反射式相位光柵的光柵孔口313，所述入射光線孔口上設有紅外發光管41，反射光線孔口上設有光電接收元件42，所述的光電接收元件為四相訊號輸出的田字形光電接收元件。田字式光電接收元件42的型號是SD-4。
光源和光電接收元件由光通道連通，當光源發射紅外光時，入射在反射式相位光柵上，將反射式相位光柵的柵線像投射到標尺光柵表面，再將兩光柵的柵線重合在一起的像投射到“田”字形光電接收元件上，當兩光柵發生相對運動時，產生相應發生交變的莫爾條紋，于是光電接收元件輸出μ1、μ2、μ3、μ4四相訊號，通過光電元件的旋轉調節，使四相訊號相鄰相位差可嚴格控制在Δ＝90°，在示波器上可以觀察到理想的利薩如圓。
本實用新型的田字形光電接收元件是一種特殊制作的光電元件，當光柵付兩者發生相對運動時，形成莫爾條紋，亮暗變化為每1mm循環一次，所以通過該四字形光電元件的旋轉調節，可以很方便的達到嚴格具有Δ＝90°的四相訊號，構成的利薩如圓是個嚴格理想的圓，而且訊號強，調整方便，它經過一次性調整好后，訊號不會變，對儀器帶來穩定，可靠等一系列積極效果。
權利要求1.一種光柵位移傳感器，其特征在于包括一光柵付和一對光電轉換元件，所述的光柵付為游標原理光柵付，由一標尺光柵和一反射式相位光柵構成，其中標尺光柵的柵線為n根/mm，反射式相位光柵的柵線為n-1根/mm；該光柵付分別設在標尺光柵座和反射式相位光柵座上，標尺光柵與反射式相位光柵之間的層迭間隙為0.03mm～0.05mm，標尺光柵座與測桿相連接，反射式相位光柵座上設有相交連通的一入射光線孔和一反射光線孔，該兩孔的相交處設有一鑲嵌反射式相位光柵的光柵孔口，所述入射光線孔口上設有光源，該光源為紅外發光管，反射光線孔口上設有光電接收元件，所述的光電接收元件為四相訊號輸出的田字形光電接收元件。
專利摘要本實用新型公開了一種光柵位移傳感器,包括一光柵副和一對光電轉換元件。光柵副為游標原理光柵副,由一標尺光柵和一反射式相位光柵構成,其中:標尺光柵的柵線為n根/mm,反射式相位光柵的柵線為n－1根/mm;標尺光柵與反射式相位光柵之間的層迭間隙為0.03mm～0.05mm;光電轉換元件為一光源和一田字形光電接收元件。由于本實用新型光柵副之間的層迭間隙比較大,使調節簡單;采用一“田”字形光電接收主體,四相位輸出,訊號質量好,訊號強。
文檔編號G01B11/04GK2395251SQ9922698
公開日2000年9月6日 申請日期1999年6月17日 優先權日1999年6月17日
發明者張學能, 黃次芳 申請人:張學能, 黃次芳