光栅读数头中的照明系统

　　①对光源的要求：光栅读数头对光源的要求是有足够的光通量、平行光均匀照明、寿命长，以及在使用过程中光能量波动小。

　　②灯丝宽度的选择：灯丝在垂直于光栅栅线方向上的宽度大，产生斜平行光束的倾角也大，因而条纹的反差降低。如图1所示，由于灯丝宽度叩所产生的光线发散角，其中f'为聚光镜的焦距，当两光栅间隙为d时，则产生的弥散量。显然在满足光能的前提下，发散角越小越好。为此应尽量选择较细的灯丝，并使灯丝长度方向与光栅栅线平行。

　　图 灯丝宽度引起的光线弥散

　　③照明灯的使用寿命：在光栅照明中，灯丝位置的变化将导致输出信号相位的改变，因此灯丝位置调好后，不能轻易变动，为此应尽可能提高光源的寿命。降压可提高照明灯的使用寿命，如电压降低原来的10％，寿命可提高4倍，如电压降低原来的20％，寿命可提高18倍之多。

　　灯泡降压使用的另一个好处是，发光光谱向红谱线方向移动，这样与硅光电池等光电组件的光谱特性更加匹配。为了抵消光源老化引起的光强变化以及光栅均匀性误差引起的条纹背景亮度的变化，采用灯光亮度自动调整或自动补偿装置。具体电路可参阅有关资料。

　　④光源的种类和选择：常用的照明光源是普通的白炽灯。应选择细长形灯丝的灯泡，功率通常在0.2～10W。为延长灯泡寿命，通常降压使用。黑白光栅系统常用白炽灯，灯丝选用单根平直盘卷式的，长约5 mm，宽约1 mm，额定电压和功率为6V， 7.5 W；8V，20W和6 V，5 W等几种。

　　近来，半导体发光器和激光也被采用。半导体发光器有寿命长、热量低、体积小和峰值波长与接收组件匹配等优点，不足之处是温度特性差、光通量低。激光单色性好、发散小，是较理想的光源。