長光柵傳感器應用實驗--傳感器實驗

一、實驗目的
了解長光柵測量位移的原理與應用。
二、實驗儀器
JCY-5 光柵線位移傳感器檢測裝置、光柵傳感器實驗模塊
三、實驗原理
長光柵傳感器的工作原理
光柵：等節距的透光和不透光的刻線均勻相間排列構成的光學元件稱為光柵。 
莫爾條紋：當主光柵與指示光柵成一定夾角疊放時在另一方向上形成明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋如下圖所示。

圖1-1
設柵距為W，夾角為θ，則莫爾條紋寬度B為：

當指示光柵與主光柵有相對運動時，莫爾條紋也作同步移動。由于B>>W，柵距被放大許多倍，光電元件測出莫爾條紋的移動，通過脈沖計數得到位移的度量。原理框圖如下所示。

圖1-2 光柵測量位移原理框圖
四、實驗內容與步驟
1、打開實驗臺電源，將直流穩壓電源15V、5V接到JCY-5光柵線位移檢測裝置和光柵傳感器模塊。
2、將采集卡的模擬量和開關量電纜接到采集卡接口（采集卡的地線要接到直流穩壓電源地），采集卡接口DO1~DO4分別接到JCY-5光柵線位移傳感器檢測裝置“步進電機驅動模塊”的A、B、C、D。光柵角位移傳感器輸出通過一根排線接到光柵傳感器模塊的“光柵傳感器輸入-線位移”。
3、通過USB電纜將USB數據采集卡接入計算機，并打開THSRZ-1 V1.3軟件，選擇“系統”菜單下的腳本編輯器，在彈出的窗口中選擇“文件”——>“打開”，在彈出的對話框中選擇JavaScript程序“步進電機控制”（在軟件安裝路徑下的“JS腳本”文件夾內），認真閱讀并理解程序，選擇“調試”——>“步長設置”在彈出的對話框中設置單位步長時間。選擇“調試”——>“啟動”。
4、通過改變“步長設置”的時間控制步進電機轉動的速度。設置好光柵傳感器模塊（見使用說明）。
五、實驗報告
1．根據實驗得出步進電機每走一步光柵尺的位移，編寫一段JavaScript程序使光柵尺前進20mm。
2．將限位傳感器的輸出接采集卡接口開關量輸入端DI，編寫一段JavaScript程序使光柵尺在兩個限位開關之間來回運動。