光纖光柵傳感器是利用光纖中的光敏性制成的。所謂光纖中的光敏性是指激光通過摻雜光纖時，光纖的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相應(yīng)變化的特性。而在纖芯內(nèi)形成的空間相位光柵，其實質(zhì)就是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的(透射或反射)濾波器或反射鏡。利用這一特性可制造出許多性能獨特的光纖器件，它們都具有反射帶寬范圍大、附加損耗小、體積小，易與光纖耦合，可與其它光器件兼容成一體，不受環(huán)境塵埃影響等一系列優(yōu)異性能。
一般的對于光柵 傳感器 來說，它是一種利用光柵疊柵的條紋原理，對其進(jìn)行測量位置移動的傳感器類型。相對于光柵的定義，我們具體的可以解釋成在長條形光學(xué)玻璃上進(jìn)行密集相同距離的平行刻線，具體的密度可以達(dá)到每毫米出現(xiàn)10到100個線。
一般來說，光柵發(fā)出的疊格柵條紋在一定程度上具有光學(xué)放大效應(yīng)和平均誤差效應(yīng)。正是由于這一特性，它具有提高測量精度的效果。從這種類型的傳感器中，我們可以了解到它的結(jié)構(gòu)是這樣的。它由尺子、指示光柵、光路和測量系統(tǒng)組成。它的基本原理是這樣的。當(dāng)指示光柵緩慢移動時，傳感器的標(biāo)尺光柵會產(chǎn)生疊格柵條紋。這種疊格柵條紋的特點是按照正弦規(guī)律分布，這些條紋會呈現(xiàn)明暗相間。此外，光柵的運(yùn)動速度決定了條紋的運(yùn)動，這將反映在光電元件上。此外，一系列電脈沖信號將在光柵傳感器的輸出端獲得。然后，放大和整形手術(shù)后，它將直接顯示測量的位移值。一般來說，我們知道傳感器有兩種光路形式，包括透射光柵。這種光柵的格柵線出現(xiàn)在工業(yè)玻璃等透明材料上;還有反射光柵。這種光柵的格柵線出現(xiàn)在金屬上，如不銹鋼，可以強(qiáng)烈反射。對于光柵傳感器來說，它最大的優(yōu)點是它的大范圍和高精度。在應(yīng)用中，我們了解到這種傳感器廣泛應(yīng)用于程序控制、數(shù)控機(jī)床和三坐標(biāo)測量機(jī)構(gòu)。對靜態(tài)整圓角位移和線性位移的測量有很好的效果。此外，機(jī)械振動和變形測量的應(yīng)用也相當(dāng)出色。
在光纖傳感器領(lǐng)域，光纖光柵傳感器的應(yīng)用前景十分廣闊。由于光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、尺寸小(標(biāo)準(zhǔn)裸光纖為125um)、重量輕、耐溫性好(工作溫度上限可達(dá)400℃～600℃)、復(fù)用能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)(傳感器到解調(diào)端可達(dá)幾公里)、耐腐蝕、高靈敏度、無源器件、易形變等優(yōu)點，早在1988年就成功地應(yīng)用在航空、航天領(lǐng)域中作為有效的無損檢測當(dāng)中，同時光纖光柵傳感器還可應(yīng)用于化學(xué)醫(yī)藥、材料工業(yè)、水利電力、船舶、煤礦等各個領(lǐng)域，以及在土木工程領(lǐng)域中(如建筑物、橋梁、水壩、管線、隧道、容器、高速公路、機(jī)場跑道等)的混凝土組件和結(jié)構(gòu)中測定結(jié)構(gòu)的完整性和內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)，從而建立靈巧結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步實現(xiàn)智能建筑。
對于光柵傳感器來說，它的最有優(yōu)勢的地方就在于它的大量程還有高精度。在應(yīng)用上，我們了解到的是，這類傳感器很廣泛的應(yīng)用在程控以及數(shù)控機(jī) 床 ，還有三坐標(biāo)測量的機(jī)構(gòu)上。對于靜動態(tài)整圓角位移以及直線位移的測量能起到很好的效果。此外對于機(jī)械振動以及變形測量等方面的應(yīng)用，也是相當(dāng)出色的。
光柵傳感器的內(nèi)部由光源、主光柵、指示光柵、通光孔、光電元件這幾個部分組成，傳感器工作原理：
1. 光源：半導(dǎo)體發(fā)光器件，如砷化鎵發(fā)光二級光，所發(fā)光的峰值波長與硅光敏三極管的峰值波長接近，因此有很高的轉(zhuǎn)換效率和相應(yīng)速度。
2. 主光柵和指示光柵：兩者柵線間會錯開一個很小的夾角，以便于得到莫爾條紋。一般主光柵是活動的，其長度取決于測量光圍。指示光柵相對于光電器件而固定。
3. 通光孔：通光孔是發(fā)光體與受光體的通路，其長度由受光體的排列長度決定，寬度由受光體的大小決定。
4. 受光元件：受光元件是用來感知主光柵在移動時產(chǎn)生的莫爾條紋的移動，從而測量位移動。
通過上面的理解，我們可以看到光柵傳感器的巧妙原理。我們利用這樣的一個等量關(guān)系就可以輕易的測量出電場物理量。此外還可以輕易的實現(xiàn)應(yīng)力與溫度的測量。因此我們不得不說，隨著這項技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的相應(yīng)的測量技術(shù)也會逐漸的提高。
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