光柵尺位移是由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。
標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。
光柵尺位移傳感器的結(jié)構(gòu)。
常見(jiàn)光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進(jìn)行工作的。
(關(guān)于莫爾條紋的原理，可參考相關(guān)文獻(xiàn)) 簡(jiǎn)單的說(shuō)：
光讀頭通過(guò)檢測(cè)莫爾條紋個(gè)數(shù)，來(lái)“讀取”光柵刻度；
然后再根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的作用，計(jì)算出光柵尺的位移和速度。
相比例如軟件測(cè)量的方式，光柵尺讀數(shù)測(cè)量具有更高的精度。
光纖電流互感器優(yōu)勢(shì)
(1)絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，造價(jià)低。
由于光纖具有良好的絕緣特性，高低壓之間的絕緣通過(guò)光纖再加上絕緣套來(lái)完成，從而使互感器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。
雖然 HOCT仍然具有鐵心和線(xiàn)圈，但由于一，二側(cè)均處于高壓側(cè)，一，二側(cè)之間的電位差比較小，故不需要高壓絕緣隔離；
因此磁路短，尺寸小，電壓等級(jí)的提高也不會(huì)帶來(lái)太多的改變，因此適用于高壓電力系統(tǒng)中。
(2)測(cè)量準(zhǔn)確度高。
利用光的磁光效應(yīng)測(cè)量電流，徹底拋棄的電磁式鐵心繞組的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有故障電流下的飽和漏電，測(cè)量也無(wú)磁滯效應(yīng)，同時(shí)具有高的抗電磁干擾的能力和靈敏度，準(zhǔn)確度。
由于對(duì)一，二側(cè)的絕緣不如傳統(tǒng)的電磁式互感器高，因此采樣電流的鐵心線(xiàn)圈可以采用準(zhǔn)確度較高的電流互感器；
或者采用帶氣隙的鐵心線(xiàn)圈，較好的暫態(tài)性能.二次側(cè)所帶的負(fù)載一般是電子線(xiàn)路，負(fù)載恒定；
因此不要求二次線(xiàn)圈提供較大的功率，這樣也有利于測(cè)量精度的提高。
(3)設(shè)備安裝和檢修方便。
只需要更換線(xiàn)圈的規(guī)格來(lái)適應(yīng)不同的電壓等級(jí)，而其他部件不需要更換，具有良好的升級(jí)性。
(4)運(yùn)行安全，不會(huì)產(chǎn)生二次開(kāi)路的高壓和采用油浸式所引起的爆炸等現(xiàn)象。
(5)有利于變電站綜合自動(dòng)化水平的提高。
由于傳遞到低壓側(cè)的信號(hào)都有數(shù)字接口，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
直接可以供測(cè)量和保護(hù)使用。此外采用數(shù)字化接口，還可以實(shí)行遠(yuǎn)距離遙控。
(6)基于光纖互感器技術(shù)的MOCT和HOCT的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍寬，靈敏度高。
人體具有壓覺(jué)，人體皮膚深層結(jié)構(gòu)內(nèi)存在大量壓力感受器。當(dāng)機(jī)械刺激導(dǎo)致皮膚變形時(shí)，會(huì)引起感受器及神經(jīng)末梢變形，壓力感受器進(jìn)入興奮狀態(tài)，引起神經(jīng)末梢發(fā)出神經(jīng)沖動(dòng)，傳入大腦皮層感覺(jué)區(qū)產(chǎn)生壓覺(jué)。
機(jī)器的壓覺(jué)來(lái)自各種壓力傳感器(Pressure Transducer)。壓力傳感器是能感受壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的電信號(hào)的器件或裝置，通常由基于不同物理效應(yīng)的壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成。下面介紹幾種常見(jiàn)的壓力傳感器。
1. 基于金屬電阻應(yīng)變效應(yīng)的壓力傳感器，我們知道，金屬導(dǎo)體的電阻值R與電阻率ρ和導(dǎo)體長(zhǎng)度L成正比，與截面積S成反比。當(dāng)金屬導(dǎo)體受力而產(chǎn)生拉伸或壓縮等機(jī)械變形時(shí)，L和S都會(huì)發(fā)生改變，從而引起電阻值發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。從圖中可以看出，當(dāng)金屬導(dǎo)體受到拉力F作用時(shí)產(chǎn)生了拉伸變形，長(zhǎng)度由L變?yōu)長(zhǎng)+ΔL，面積由S縮小到S’，從而導(dǎo)致該導(dǎo)體電阻值增大。
利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)可以制作壓力傳感器的感壓元件——金屬電阻應(yīng)變片，常用的有金屬絲式和金屬箔式兩種類(lèi)型。下面的圖給出一種金屬絲電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)，由電阻絲式敏感柵、基底、覆蓋層和引線(xiàn)四部分構(gòu)成。電阻應(yīng)變式壓力傳感器的工作電流大，輸出信號(hào)也大，靈敏度就高。但工作電流過(guò)大會(huì)使應(yīng)變片過(guò)熱，甚至燒毀應(yīng)變片。金屬箔敏感珊與基底的接觸面積比金屬絲大，因此散熱條件好，工作電流可取得更大一些。
2. 基于壓阻效應(yīng)的壓力傳感器，1954年美國(guó)材料學(xué)家C.S 史密斯在對(duì)硅和鍺的電阻率與應(yīng)力變化特性測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受到外力作用時(shí)電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓阻效應(yīng)。利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制作的壓力傳感器的感壓元件稱(chēng)為半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，其靈敏系數(shù)比金屬電阻應(yīng)變片大幾十倍，且機(jī)械滯后小，但溫度穩(wěn)定性和線(xiàn)性度比金屬電阻應(yīng)變片差得多。
在我們的日常生活中，隨處可以發(fā)現(xiàn)壓阻材料的應(yīng)用。例如，一種稱(chēng)為壓敏導(dǎo)電橡膠的壓阻材料，在不受力時(shí)如同絕緣體，但施壓時(shí)其電阻隨著壓力的增加而變小。利于這個(gè)特點(diǎn)，可以制作各種壓控開(kāi)關(guān)。無(wú)壓力時(shí)壓敏導(dǎo)電橡膠是絕緣體，如同開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；當(dāng)壓力達(dá)到某閾值時(shí)，其電阻大大降低，壓敏導(dǎo)電橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體，如同開(kāi)關(guān)接通。
金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)與半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)都表現(xiàn)為感壓元件的電阻隨外力的變化而改變，兩者的區(qū)別是：前者的電阻變化是截面和長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)尺寸變化所致，而后者的電阻變化是電阻率變化所致。
3. 基于壓電效應(yīng)的壓力傳感器，1880年，兩位年輕的法國(guó)科學(xué)家兄弟皮埃爾·居里（Pierre Curie）和他的哥哥雅克·居里（Jacques Curie）發(fā)現(xiàn)晶體具有一個(gè)特殊性質(zhì)：當(dāng)沿一定方向?qū)M(mǎn)足一定對(duì)稱(chēng)性的晶體材料施加外力時(shí)，晶體材料會(huì)發(fā)生形狀改變，同時(shí)其兩個(gè)相對(duì)的表面上會(huì)出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷，電荷量與受力大小成正比；當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨著改變；當(dāng)外力撤掉后，它又會(huì)恢復(fù)不帶電狀態(tài)。這個(gè)性質(zhì)稱(chēng)為晶體的壓電效應(yīng)。
晶體是否具有壓電效應(yīng)，是由晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性所決定的。以石英晶體為例，從下圖以看出，當(dāng)沒(méi)有外力作用時(shí)，石英晶體的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性使其內(nèi)部正負(fù)電荷的作用相互抵消，對(duì)外呈不帶電狀態(tài)。當(dāng)在外力的作用下發(fā)生形狀改變時(shí)，其結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性發(fā)生改變，內(nèi)部正負(fù)電荷的作用不再相互抵消，出現(xiàn)了電極化，對(duì)外呈現(xiàn)帶電狀態(tài)。
利用壓電效應(yīng)可以制作壓電傳感器。常用的壓電材料有壓電陶瓷、壓電晶體、壓電復(fù)合材料等，其應(yīng)用遍及我們?nèi)粘Ｉ詈透咝录夹g(shù)領(lǐng)域的方方面面。例如，打火機(jī)、煤氣灶、熱水器、汽車(chē)等的點(diǎn)火要用到壓電點(diǎn)火器，雷達(dá)、通信和導(dǎo)航設(shè)備中需要大量壓電陶瓷濾波器，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用壓電材料進(jìn)行免疫檢測(cè)、制作人工耳蝸等。
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