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會員注冊光柵由標尺光柵和指示光柵組成,兩者的光刻密度相同,但體長相差很多,其結構如圖1所示。
圖1 光柵測量原理
指示光柵上出現(xiàn)莫爾條紋，它們是沿著與光柵條紋幾乎成垂直的方向排列的,如圖2所示。
圖2 莫爾條紋示意
圖2 莫爾條紋示意
光柵莫爾條紋的特點是起放大作用,用W表示條紋寬度,P表示柵距,θ表示光柵條紋間的夾角,則有
光柵測量系統(tǒng)的基本構成如圖3所示。
圖3 光柵測量系統(tǒng)
1.感應同步器
（1）直線感應同步器
由定尺和滑尺兩部分組成。
滑尺表面刻有兩個繞組,即正弦繞組和余弦繞組,見圖4。
圖4 感應同步器原理圖
（2）圓盤式感應同步器
如圖5所示,其轉子相當于直線感應同步器的滑尺,定子相當于定尺,而且定子繞組中的兩個繞組也錯開1/4節(jié)距。
圖5 圓盤式感應同步器
（a） 定子； （b） 轉子
感應同步器根據(jù)其激磁繞組供電電壓形式不同，分為鑒相測量方式和鑒幅測量方式。
（1） 鑒相式
根據(jù)感應電勢的相位來鑒別位移量。
圖6說明了感應電勢幅值與定尺和滑尺相對位置的關系。
圖6 滑尺繞組位置與定尺感應電勢幅值的變化關系
圖6 滑尺繞組位置與定尺感應電勢幅值的變化關系
滑尺在定尺上每滑動一個節(jié)距,定尺繞組感應電勢就變化了一個周期,即
eA=Ku–Acosθ（4-11）
式中: ;
K——滑尺和定尺的電磁耦合系數(shù)；
θ——滑尺和定尺相對位移的折算角。
若繞組的節(jié)距為W,相對位移為l,則
同樣,當僅對正弦繞組B施加交流激磁電壓UB時,定尺繞組感應電勢為
（2）鑒幅式
同樣,當僅對正弦繞組B施加交流激磁電壓UB時,定尺繞組感應電勢為
e B=-Ku B sinθ （4-13）
對滑尺上兩個繞組同時加激磁電壓,則定尺繞組上所感應的總電勢為
e =e A+eB=Ku Acosθ-KuBsinθ
=KUmsinωt cosω-KU mcosωtsinω
=KUmsin (ωt-θ) （4-14）
從上式可以看出,感應同步器把滑尺相對定尺的位移l的變化轉成感應電勢相角θ的變化。因此,只要測得相角θ,就可以知道滑尺的相對位移l：
（2）鑒幅式
在滑尺的兩個繞組上施加頻率和相位均相同,但幅值不同的交流激磁電壓uA和uB。
uA=Umsinθ-1sinωt （4-16）
uB=Umcosθ -1 sinωt （4-17）
式中: θ1——指令位移角。
設此時滑尺繞組與定尺繞組的相對位移角為θ,則定尺繞組上的感應電勢為
e =KuA cosθ-KuBsinθ=KUm(sinθ -1 cosθ-cosθ-1sinθ)sinωt=KUmsin (θ1-θ) sinωt （4-18）
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