Page 235 - 自动化技术在机械设计及制造中的应用

第七章 机械自动化技术

（2）光电传感器的应用
光电式传感器是将光信号转换成电信号的光敏器件，新型光电传感器体积小、
功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远，以及抗光、电、磁干扰能力强。
这种新型的光电传感器可用于检测直接引起光强变化的非电量，如光强、辐射测

温、气体成分分析等；也可用于检测能转换成光量变化的其他非电量，如物位检测、
液位控制、定长剪切、孔洞识别及安全防护等。在家用器件行业，红外测距传感
器用于数码相机及数码摄像机的自动对焦和亮度检测；光敏二极管和光敏三极管
用于可视对讲机及可视电话的图像获取、面阵 CCD 和红外检测。在办公商务领域，

线阵 CCD 用于扫描仪的文档扫描及红外传输数据等。
由于光电传感器利用了光的传播特征，因此应避免下列场合，以免光电传感
器产生误动作：灰尘较多的场所以及水、油、化学品有可能直接飞溅的场所。户
外或有太阳光等强光直射而无遮光措施的场所。周围存在物体反射的场所等。环

境温度变化超出规定范围的场所以及安装面粗糙的场所。
2. 光栅传感器
随着电子技术和单片机技术的发展，光栅传感器将在位移测量系统得到更广
泛应用，并逐步向智能化方向转化。目前在精密数控机床和精密位移测量时都采

用光栅尺作为测量传感器，也可以直接接入二次仪表进行位移测量显示，其测量
精度主要由光栅尺的精度决定。该测量系统采用光栅移动产生的莫尔条纹与电子
电路相结合来完成对位移量的自动测量，它具有判别光栅移动方向、实现自动定
位控制及过限报警、自检和掉电保护以及误差修正等功能。

光栅是一种在基体上刻制有等间距均匀分布条纹的光学元件。光栅式数字位
移传感器用于位移测量的光栅称为计量光栅。光栅在检测中，光对载有被检测物
体信号的光衍射或透射信号进行检测，即通过光电检测器件接收光辐射并转换为
电信号。

光栅传感器是将莫尔条纹光信号转换成电信号的光敏器件，可用于检测直接
引起光强变化的非电量，可用于检测长度、角度、位移、速度、加速度等物理量
的测量。光栅传感器具有响应快、性能可靠、能实现非接触测量等优点。
（1）分类

光栅的种类很多，若按工作原理分，有物理光栅和计量光栅两种。前者用于
光谱仪器，作色散元件；后者用于精密测量和精密机械的自动控制中。在几何量

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