光栅线位移传感器

概述

　　开放式光栅线位移传感器为高精度型，输出波形为正弦波，主要用于精密仪器的数字化的改造，分辨率可达0.1um；封闭式光栅线位移传感器则主要用于普通机床、仪器的数字化改造，输出的波形为方波，按外形可分为小型尺和标准尺，其中标准型最长可做到3000mm，分辨率有1um、5um。

结构

　　开放式光栅线位移传感器的标尺光栅裸露在外，微型发光器件和接收器件都装在传感头里。开放式光栅线位移传感器的精度较高，要求的工作环境条件高，通常运用于精密仪器及使用条件较好的数控设备上。

　　封闭式光栅线位移传感器则是发光器件、光电转换器件和光栅尺封装在紧固的铝合金型材里，其中发光器件采用红外发光二极管、光电转换器件采用光电三极管，在铝合金型材下部有柔性的密封胶条，可以防止铁屑、切屑和冷却剂等污染物进入尺体中。电气连接线经过缓冲电路进入传感头，然后再通过能防止干扰的电缆线送进光栅数显表，显示位移的变化。

工作原理

　　光栅位移传感器，是由一对光栅副中的主光栅（即标尺光栅）和副光栅（即指示光栅）进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间（或明暗相间）的规则条纹图形，称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白（或明暗）相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大器放大，整形电路整形后，得到两路相差为90°的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。

参数

安装

　　光栅线位移传感的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位，一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。开放式光栅线位移传感器的安装必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置。一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。

常见故障及判断

　　1.接电源后数显表无显示

　　可检查电源线是否断线，插头接触是否良好；数显表电源保险丝是否熔断；供电电压是否符合要求。

　　2.数显表不计数

　　可检查传感器电缆有无断线、破损或将传感器插头换至另一台数显表，若传感器能正常工作说明原数显表有问题。

　　3.数显表间断计数

　　可检查光栅尺安装是否正确，光栅尺所有固定螺钉是否松动，光栅尺是否被污染；插头与插座是否接触良好；光栅尺移动时是否与其他部件刮碰、摩擦；机床导轨运动副精度是否过低，造成光栅工作间隙变化。

　　4.数显表显示报警

　　检查有无接光栅传感器；光栅传感器是否移动速度过快；光栅尺是否被污染。

　　5.光栅传感器移动后只有末位显示器闪烁

　　检查A或B相是否无信号或只有一相信号；是否有一路信号线不通；是否光敏三极管损坏。

　　6.移动光栅传感器只有一个方向计数，而另一个方向不计数（即单方向计数）

　　可检查是否光栅传感器A、B信号输出短路；光栅传感器A、B信号移相不正确；数显表有故障。

　　7.读数头移动发出吱吱声或移动困难

　　检查是否密封胶条有裂口；指示光栅脱落，标尺光栅严重接触摩擦；下滑体滚珠脱落；上滑体严重变形。

　　8.新光栅传感器安装后，其显示值不准

　　检查是否安装基面不符合要求；光栅尺尺体和读数头安装不合要求；严重碰撞使光栅副位置变化。