光栅传感器：(单选题) 莫尔条纹光栅传感器的输出是（）(本题3.0分)A、 数字脉冲式B、 调幅式C、 调频式试题答案 第1张" title="莫尔条纹光栅传感器：(单选题) 莫尔条纹光栅传感器的输出是（）(本题3.0分)A、 数字脉冲式B、 调幅式C、 调频式试题答案 第1张-传感器知识网"/>

莫尔条纹光栅传感器：(单选题) 莫尔条纹光栅传感器的输出是（）(本题3.0分)A、  数字脉冲式B、  调幅式C、  调频式试题答案

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(单选题) 莫尔条纹光栅传感器的输出是（）(本题3.0分)
 A、  数字脉冲式
 B、  调幅式
 C、  调频式

答案是:标准答案：A
出自

大连工业大学-传感器与测试技术  大连工业大学
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A、  肿瘤有出血坏死
B、  肿瘤的异型性
C、  肿瘤的大小
D、  肿瘤的肉眼形态
E、  肿瘤有溃疡形成

∴(单选题) 用脉冲锤激振时，为了获得较宽的激振频率，可（）。(本题3.0分)
 A、  增加敲击力
 B、  增大锤重
 C、  增加锤头硬度
 D、  减小敲击力

∴(多选题) 素质教育的改革目标,对教师的专业发展提出了更高的要求要求教师顺应素质教育改革,并提出了更高的要求主要体现在哪几个方面（）(本题2.0分)
 A、  素质教育要求教师具有更高的师德境界
 B、  素质教育要就教师具有更加

∴(单选题) 能够用数学计算的方法增强信号，降低干扰的滤波器是（）(本题3.0分)
 A、  一阶低通滤波器
 B、  二阶低通滤波器
 C、  数字滤波器
 D、  一阶高通滤波器

莫尔条纹光栅传感器：[单选] 光栅传感器利用莫尔条纹来达到（）

在充分供水条件下，干燥土壤的下渗率（f）随时间（t）呈（）变化，称为（）曲线。
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志贺菌属中，下列哪一项不正确（） A、在普通琼脂平板上生长形成中等大小、半透明的光滑型菌落。  B、K抗原为型特异型抗原。  C、O抗原为群特异性抗原。  D、分解葡萄糖，产酸不产气。  E、分解乳糖，产酸产气。
传模测试时，接收到的信号为（）信号。 PCCPCH RSCP。  RSSI。  DwPTS信号。  ISCP。
包气带土壤中所能保持的水分最大量称为（）。
光栅传感器利用莫尔条纹来达到（）

莫尔条纹光栅传感器：光栅尺位移传感器---莫尔条纹

光栅尺位移传感器
本篇作为光栅尺位移传感器介绍的开篇文章，主要根据前人的经验，做个简单介绍，主要包含以下几点：

光栅尺的结构光栅尺的工作原理莫尔条纹莫尔条纹光电信号质量莫尔条纹的特点

光栅尺位移传感器（光栅尺传感器）是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作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。

光栅尺的结构
光栅尺主要由光源（红外发光二极管）、指示光栅（主光栅）、标尺光栅（副光栅）、光源接收器以及后续处理电路组成，如图1-1.

光栅尺的工作原理
莫尔条纹
莫尔条纹技术是所有光栅尺测量系统的基础，光栅测量的基本原理就是将直线或则旋转的莫尔条纹转换为位移量。光栅莫尔条纹的机理有很多解释，主要归纳为三种：
1、从几何光学角度的遮光阴影原理；
2、从衍射光学角度的衍射干涉原理；
3、从空间拍摄角度的频谱分析原理。

光栅的基本参数：（1）栅线宽度，设为a：（2）缝隙宽度，设为b；（3）栅距，也叫光栅周期，一般为d，一般取a=b，d=a+b。根据d的大小不同，又可分为粗光栅和细光栅。当光栅尺的狭缝和标尺光栅相互平行，栅线交叉成一个很小的锐角θ，根据遮光原理，就会形成明暗相间的区域，当狭缝沿着某一方向相对运动时，就会形成沿某一方向运动的条纹，这就是莫尔条纹，如下示意图1-2，图1-3

图1-2 直线光栅莫尔条纹

图1-2 直线光栅莫尔条纹波形

在栅线相重叠的区域，光通量为0，在缝隙重叠的地方光通量最大，若仅这样，光通过两光栅间后的光能量分布将会是一个三角波。但是，光栅有衍射作用，并且两光栅间有一定的间隙，以及光源的宽度、狭缝和线宽不等等因素，，那么，实际采集出来的光能量，将会是近似正弦波，如图1-3.

图1-3采集的正弦波于同频三角波对比

那么接收到的理想光能分布为T(s) 满足下面方程式:

b0
 是直流分量，d是栅距，s是狭缝和标尺间的相对位移量。

莫尔条纹光电信号质量
评价莫尔条纹光电信号质量的指标主要有：正弦性、正交性、等幅性、稳定性和高对比。这里主要阐述正弦性和正交性。

正弦性
正弦性：是指系统中由接收器提取的光电信号输出的电压信号波形为正弦波。但是实际的情况并不理想，输出信号并非没有噪声的正弦波，而是在基波的基础上混合了各次谐波的复杂波形，外部谐波的引入，将影响电子学倍频的能力和系统分辨率。
外部谐波的引入，莫尔条纹接收器输出的电信号的电压与横向X轴的关系式将加入一个

Δμ(x)
 ，即

其中：

由于谐波振幅的变频率等于基频的整数倍，因而合成的信号 与标尺的位移值不再符合正弦规律。

正交性
正交性：是指在电子学倍频前，通过差分信号输出的正余弦两路电信号波形之间的信号相位差为90°，通过调整示波器的正交显示，可以显示出李萨如图(李沙育图形)为一个正圆。可是由于机械或接收器位置等误差因素存在，实际的输出并非是一个正圆，可能产生的情况如下图1-4：

图1-4 李沙育图形随两个输入信号的频率、相位、幅度不同，所呈现的不同波形

即存在正交误差

α
 。当

α
 不大时，最大的插补误差为

Δ?+≈±α2
 ；
当

Δ?+
 和

α
  以角度计算时，最大的插补误差相对值为

Δ?+/A=T3600Δ?+≈(T7200)α

莫尔条纹的特点
1、对应关系
莫尔条纹的移动方向和位移与光栅尺的移动和位移有一一对应的关系，在保持狭缝和标定光栅相对夹角不变的情况下，光栅相对移动一个栅距，莫尔条纹就会在其对应的方向移动一个条纹间距，根据这一原理就可以根据莫尔条纹的变化方向和位移来确定光栅的移动方向和位移；
2、平差效应
在光栅的设计过程中，狭缝的栅线往往是数十或数百条栅线，那么光电接收器接收到的莫尔条纹就是这些栅线的平均结果，那么个别的栅线缺陷对整个测量结果的影响很小，即莫尔条纹对单个栅线的误差具有平差效果。莫尔条纹的位置标准差

σx
  、单根栅线位置标准差

σ
  、莫尔条纹栅线数n三者之间的关系可以表示为

σx=σn

3、放大作用
莫尔条纹宽度对对光栅栅距具有放大作用，莫尔条纹的间距为D，光栅间距为b，两光栅夹角θ，它们之间的关系为

D=b2sin(θ2)≈bθ

4、存在谐波
由于光源、栅线间距、栅线质量等原因，使得信号接收器输出的电压并非理想正弦波，它不仅有基波，还有基波频率整数倍的谐波。
莫尔条纹的其他应用
随着光学技术以及电子产品的发展，莫尔条纹技术的到广泛的应用，不仅有测量、机床、国防、航空航海，还有教学、汽车、机器人等多个领域。主要的测量有位移、运动比较、形貌测量以及莫尔偏析法等等；
光栅测量的优点：
①分辨率高，精度高，
②测量范围大，
③可实现动态测量、自动化测量和数字显示，
④抗干扰能力强，测量速度高。
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莫尔条纹光栅传感器：芯片吃紧，德州仪器预计投资300亿美元，明年新建4座12寸晶圆厂

关于光学的应用很多，传感器在我们日常生活中也经常会用到。什么是光栅传感器？今天带来的是光栅传感器的结构原理及应用，下面对光栅传感器详细介绍一下。
首先来看看，什么是光栅传感器？
光栅传感器是指利用光栅莫尔条纹原理来测量位移的传感器。
光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝组成的光学器件。常用的光栅是通过在玻璃板上雕刻大量平行刻线而制成的。刻痕是不透明的部分，两个刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一条缝。精制的光栅在1cm宽度内有数千甚至数万个缺口。
这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅，也有利用两凹口之间反射光衍射的光栅。例如，在表面刻有许多平行的凹口并带有金属层，两个凹口之间的光滑金属表面可以反射光线，这种光栅就变成了反射光栅。光栅形成的莫尔条纹具有光学放大和平均误差效应，可以提高测量精度。
光栅传感器由四部分组成：直尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统。当标尺光栅相对于指示光栅移动时，它会形成大致呈正弦曲线分布的明暗莫尔条纹。
这些条纹以光栅的相对速度移动并直接照射在光电元件上。在其输出端获得一系列电脉冲。数字信号输出通过放大、整形、方向识别和计数系统产生，直接显示被测位移。
光栅传感器的结构
首先，我们来看看光栅传感器是如何组成的。光栅传感器的结构由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件组成。下面，小编将对光源、光栅对、通光孔以及受光元件予以介绍。
1、光源：钨丝灯泡，功率较小，与光电元件配合使用时，转换效率低，使用寿命短。半导体发光器件，如砷化镓发光二极管，可以在该范围内工作，发射光的峰值波长与硅光电晶体管接近。因此，它们具有高转换效率和快速响应速度。
2、光栅对：由等栅距的主光栅和指示光栅组成。主光栅和指示光栅相互重叠，但并不完全重叠。两条网格线之间会有一个小角度交错，以获得莫尔条纹。通常，主光栅是可移动的。它可以独立移动，也可以随被测物体移动。其长度取决于测量范围。指示光栅相对于光电器件固定。
3、通光孔：光孔是发光体与受光器之间的通路，一般呈条状，其长度由受光器的排列长度决定，宽度由受光器的大小决定。光接收器。它张贴在指令光栅板上。
4、受光元件：受光元件用于感知主光栅运动时产生的莫尔条纹的运动，从而测量位移。在选择光敏元件时，必须考虑灵敏度、响应时间、光谱特性、稳定性和体积等因素。
光栅传感器选型指南
1、根据检测对象及检测类型确定选型
首先要考虑何种原理的传感器，需要多方面的因素才能确定。确定选用何种类型的传感器，再考虑传感器的具体指标。
2、灵敏度的选择
在线性范围内灵敏度越高越好
3、线性范围
线性范围是输出与输入成正比的范围，再次范围内灵敏度保持定值。
4、稳定性
5、传感器在使用一段时间后，其性能保持不变的能力。
在使用传感器之前应对其使用环境进行调查，并根据环境使用合适的传感器，或采取适当的措施减少环境的影响。
光栅传感器的原理
在了解了光栅传感器的组成之后，我们再来看看光栅传感器的原理是什么。
当指示光栅缓慢移动时，传感器的刻度光栅会产生莫尔条纹。莫尔条纹的特点是它们是按照正弦规律分布的，这些条纹会呈现明暗。
此外，光栅运动的速度决定了条纹的运动，这些运动会反映在光电元件上。此外，在光栅传感器的输出端，会得到一系列电脉冲信号。然后经过相应的放大、整形等处理，直接显示出测得的位移值
一般来说，我们理解传感器会有两种光路形式，包括透射光栅。这类光栅的光栅线出现在工业玻璃等透明材料上;还有一种反射光栅，就是这种光栅的光栅。线条出现在金属顶部，例如不锈钢，可以强烈反射。
对于光栅传感器来说，其最大的优势在于量程大、精度高。在应用方面，我们了解到，这种类型的传感器广泛用于程控和数控机床，以及三坐标测量机构。对静态和动态圆角位移和线性位移的测量可以起到很好的效果。此外，它也非常适合机械振动和变形测量等应用。
光栅传感器的应用范围
在了解了光栅传感器的组成结构以及原理之后，在最后，我们再共同来看看光栅传感器的应用场合有哪些，以方便我们更好地去运用光栅传感器。
光纤光栅传感器在其他领域也得到了应用，其在很多方面的性能比传统机电传感器更稳定、更可靠、更准确。 光纤光栅传感器可用于传感和测量应力、应变或温度等物理量，具有较高的灵敏度和测量范围。 通过在光纤的几个部分写入不同光栅间距的光纤光栅，可以同时测量几个部分相应的物理量和变化，实现准分布式光纤传感。
总之，光纤光栅传感器的应用是一个方兴未艾的领域，具有非常广阔的发展前景。光栅传感器通常用作机床定位、长度和角度测量仪器中的测量元件，用于测量速度、加速度、振动等。
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