（一）光栅传感器的结构

光栅传感器的结构均由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件这几个主要部分构成。

1、光源

钨丝灯泡，它有较小的功率，与光电元件组合使用时，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 范围内工作，所发光的峰值波长为 ，与硅光敏三极管的峰值波长接近，因此，有很高的转换效率，也有较快的响应速度。

2、光栅付

由栅距相等的主光栅和指示光栅组成，指示光栅比主光栅要短很多。

主光栅和指示光栅相互重叠，但又不完全重合。两者栅线间会错开一个很小的夹角 ，以便于得到莫尔条纹。一般主光栅是活动的，它可以单独地移动，也可以随被测物体而移动，其长度取决于测量范围。指示光栅相对于光电器件而固定。

3、通光孔

通光孔是发光体与受光体的通路，一般为条形状，其长度由受光体的排列长度决定，宽度由受光体的大小决定。它是帖在指示光栅板上的。

4、受光元件

受光元件是用来感知主光栅在移动时产生莫尔条纹的移动，从而测量位移量。在选择光敏元件时，要考虑灵敏度、响应时间、光谱特性、稳定性、体积等因素。

（二）莫尔条纹的形成和特点

1、长光栅的莫尔条纹

栅距相等的主光栅和指示光栅，在相距为其刻线面相对地重叠在一起，主光栅面与指示光栅面间留有距离为 的间隙，且主光栅与指示光栅错开一个很小的角度 ，由于光的干涉效应，就会产生几乎垂直于栅线的明暗相间的条纹，两光栅线彼此重合，光线从间隙中通过，形成光亮带；两光栅线彼此错开，光线就被遮档不能通过，形成光暗带。这些明暗相间的条纹称为莫尔条纹。莫尔条纹随主光栅与指示光栅的相对左右移动而上下移动，莫尔条纹移动方向与光栅移动方向及主光栅和指示光栅的夹角。

由于莫尔条纹的方向与光栅移动的方向相差 ，即近似与栅线方向垂直，所以又称为横向莫尔条纹。横向莫尔条纹有如下重要特点：

（1）平均效应

莫尔条纹是由大量栅线形成的，对光栅线的刻划误差有平均的作用，因而能在很大程度上消除短周期误差对测量精度影响。

（2）对应关系

两光栅沿与栅线垂直方向相对移动时，莫尔条纹沿栅线方向移动。两光栅相对移动一个栅距 ，莫尔条纹对应地移动一个条纹间距 。利用这一严格一一对应关系，光电元件就能接收到对应的条纹数目，也就感知到了主光栅的位移量。

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