光栅尺工作原理及详细介绍光栅:光栅是结合数码科技与传统印刷的技术,能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界,电影般的流畅动画片段,匪夷所思的幻变效果。 光栅是一张由条状透镜组成的薄片,当我们从镜头的一边看过去,将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像,而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像,对应于每个透镜的宽度,分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上,当我们从不同角度通过透镜观察,将看到不同的图像。 光栅尺:其实起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用,在数控机床中常用来观察其是否走刀有误差,以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用,其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用,然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准。 【相当于眼睛】 一、引言 目前在精密机加工和数控机库中采用的精密位称数控系统框图。 随着电子技术和单片机技术的发展,光栅传感器在位移测量系统得到广泛应用,并逐步向智能化方向转化。 利用光栅传感器构成的位移量自动测量系统原理示意图。该系统采用光栅移动产生的莫尔条纹与电子电路以及单片机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、预置初值、实现自动定位控制及过限报警、自检和掉电保护以及温度误差修正等功能。下面对该系统的工作原理及设计思想作以下介绍。 二、电子细分与判向电路 光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。目前高分辨率的光栅尺一般造价较贵,且制造困难。为了提高系统分辨率,需要对莫尔条纹进行细分,本系统采用了电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时,在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹,随着光栅的移动,莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量,同量莫尔条纹又具有光学放大作用,其放大倍数为 : (1) 式中:W为莫尔条纹宽度;d为光栅栅距(节距);θ为两块光栅的夹角,rad 在一个莫尔条纹宽度内,按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与羊向功能。本系统采用的光栅尺栅线为50线对/mm,其光栅栅距为0.02mm,若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲,这在一般工业测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量,即要检测其大小,又要检测其方向,因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波,我们采用了由低漂移运放构成的差分放大器。由4个滏电器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端,从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2,为得到判向和计数脉冲,需对这两路信号进行整形,首先把它们整形为占空比为1:1的方波,经由两个与或非门74LS54芯片组成的四细分判向电路输入可逆计数器,最后送入由8031组成的单片机系统中进行处理。 三、单片机与接口电路 为实现可逆计数和提高测量速度,系统采用了193可逆计数器。假设工作平台运行速度为v,光栅传感器栅距为d,细分数为N,则计数脉冲的频率为: (2) 若v=1m/s,d=20μm,N=20,则f=1MHz,对应计数时间间隔为[font=Times New Roman
光栅尺——利用光的干涉和衍射原理制作而成的传感器。当两块栅距相同的光栅叠放在一起,同时让线纹构成一微小角度,这时在平行光照射下,与刻线垂直方向上就能看到对称分布的明暗相间的条纹,称为莫尔条纹,因此莫尔条纹是光的衍射和干涉作用的总效果。当光栅移动一个小栅距时,莫尔条纹随之移动一个条纹间距,这样,我们测量莫尔条纹的宽度就比测量光栅线纹宽度容易的多。此外,由于每条莫尔条纹都是由许多光栅线纹的交点组成,当线纹中有一条线纹有误差时(间距不等或倾斜),这条有误差的线纹和另一光栅线纹的交点位置将产生变化。但是,一条莫尔条纹是由许多光栅线纹交点组成,因此,一个线纹交点位置的变化,对于一条莫尔条纹来讲其影响就非常小了,所以莫尔条纹可以起到放大和平均的作用。磁栅尺——利用磁极的原理制作而成的传感器。基尺是被均匀磁化的钢带。S和N极均匀间隔排列在钢带上,通过读数头读取S,N极的变化来记数。 光栅尺受温度影响较大,一般使用环境在40摄士度以下。(三坐标测量机一般都要求在恒温横湿环境下测量,保证测量精度。 敞开式磁栅尺容易受磁场影响,封闭式磁栅尺则无此困扰,但成本较高。www.jnguangyu.com
(1)光栅尺传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。 (2)尽可能外加保护罩,并及时清理溅落在尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。 (3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。 (4)为延长防尘密封条的寿命,可在密封条上均匀涂上一薄层硅油,注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。 (5)为保证光栅尺传感器使用的可靠性,可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面,保持玻璃光栅尺面清洁。 (6)光栅尺传感器严禁剧烈震动及摔打,以免破坏光栅尺,如光栅尺断裂,光栅尺传感器即失效了。 (7)不要自行拆开光栅尺传感器,更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距,否则一方面可能破坏光栅尺传感器的精度;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,以而造成光栅尺报废。 (8)应注意防止油污及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线条纹分布,引起测量误差。 (9)光栅尺传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面,破坏光栅尺质量
光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。例如,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。 光栅尺线位移传感器的安装比较灵活,可安装在机床的不同部位。 一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上,随机床走刀而动,读数头固定在床身上,尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时,则必须增加辅助密封装置。另外,一般情况下,读数头应尽量安装在相对机床静止部件上,此时输出导线不移动易固定,而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。 1、光栅尺线位移传感器安装基面 安装光栅尺传感器时,不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上,更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上,移动工作台,要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求,则需设计加工一件光栅尺基座。 基座要求做到:(1)应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座(最好基座长出光栅尺50mm左右)。(2)该基座通过铣、磨工序加工,保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外,还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时,调整读数头位置,达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右,读数头与光栅尺尺身之间的间距为1-1.5mm左右。 2、光栅尺线位移传感器主尺安装 将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上,但不要上紧,把千分表固定在床身上,移动工作台(主尺与工作台同时移动)。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度,调整主尺M4螺钉位置,使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时,把M2螺钉彻底上紧。 在安装光栅主尺时,应注意如下三点: (1)在装主尺时,如安装超过1.5M以上的光栅时,不能象桥梁式只安装两端头,尚需在整个主尺尺身中有支撑。(2)在有基座情况下安装好后,最好用一个卡子卡住尺身中点(或几点)。(3)不能安装卡子时,最好用玻璃胶粘住光栅尺身,使基尺与主尺固定好。 3、光栅尺线位移传感器读数头的安装 在安装读数头时,首先应保证读数头的基面达到安装要求,然后再安装读数头,其安装方法与主尺相似。最后调整读数头,使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内,其读数头与主尺的间隙控制在1-1.5mm以内。 4、光栅尺线位移传感器限位装置 光栅线位移传感器全部安装完以后,一定要在机床导轨上安装限位装置,以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端,从而损坏光栅尺。另外,用户在选购光栅线位移传感器时,应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺,以留有余量。 5、光栅尺线位移传感器检查 光栅线位移传感器安装完毕后,可接通数显表,移动工作台,观察数显表计数是否正常。 在机床上选取一个参考位置,来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同(或回零)。另外也可使用千分表(或百分表),使千分表与数显表同时调至零(或记忆起始数据),往返多次后回到初始位置,观察数显表与千分表的数据是否一致。 高创传感器公司生产的高精度位移传感器具有良好的电磁兼容性,技术指标优于国家标准,处于国内绝对领先地位。 通过以上工作,光栅尺线位移传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲,铁屑、切削液及油污较多。因此,传感器应附带加装护罩,护罩的设计是按照传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定,护罩通常采用橡皮密封,使其具备一定的防水防油能力。 使用注意事项 (1)光栅尺传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。 (2)尽可能外加保护罩,并及时清理溅落在尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。 (3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。 (4)为延长防尘密封条的寿命,可在密封条上均匀涂上一薄层硅油,注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。 (5)为保证光栅尺传感器使用的可靠性,可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面,保持玻璃光栅尺面清洁。 (6)光栅尺传感器严禁剧烈震动及摔打,以免破坏光栅尺,如光栅尺断裂,光栅尺传感器即失效了。 (7)不要自行拆开光栅尺传感器,更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距,否则一方面可能破坏光栅尺传感器的精度;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,以而造成光栅尺报废。 (8)应注意防止油污及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线条纹分布,引起测量误差。 (9)光栅尺传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面,破坏光栅尺质量。
http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/04/201204270907_363661_2523522_3.jpg光栅尺的工作原理光栅尺是通过摩尔条纹原理,通过光电转换,以数字方式表示线性位移量的高精度位移传感器.光栅尺是由读数头、主尺和接口组成。玻璃光栅上均匀地刻有透光和小透光的线条,栅线为50线对/mm,其光栅栅距为0.02mm,采用四细分后便可得到分辩率为5μm的计数脉冲。一般情况卜,线条数按所测精度刻制,为了判别出运动方向,线条被刻成相位上相差90°的两路。当读数头运动时,接口电路的光电接收器分别产生A相和B相两路相位相差90°的脉冲波.输出信号再经过数显系统细分处理,分辨率是光栅周期除以信号细分数,经过电子信号细分处理分辨率可为5um或1um 光栅尺的适用领域:加工用的设备:车床、铣床、镗床、磨床、钻床、电火花机、线切割等 测量用的仪器:投影机、影像测量仪、工具显微镜等 也可对数控机床上刀具运动的误差起补偿作用 配接PLC,用于各类自动化机构的位移测
光栅数显测量系统是一种能自动检测和自动显示的光机电一体化产品,是改造旧机床,装备新机床以及各种长度计量仪器的重要配套件,是用微电子技术改造传统工业的方向之一。由于光栅数显测量系统具有精度高,安装及操作容易,价格低,回收投资快等优点而得到大量使用。为使广大用户能够更好地掌握运用好这一产品,本文以我公司生产的BG1/KG1型系列光栅线位移传感器为例,就其结构、原理、安装与维护作一介绍。一、结构 BG1/KG1系列光栅线位移传感器是我公司生产的主导产品之一,分为BG1型闭式结构和KG1型开启式结构两种类型。BG1型闭式结构的光栅尺为5线/mm,KG1型开启式结构的光栅尺为100线/mm。 KG1型开启式传感器的标尺光栅裸露在外,微型发光器件和接收器件都装在传感头里。它的精度较高,要求的工作环境条件高,通常运用于精密仪器及使用条件较好的数控设备上。BG1型闭式传感器的特点是发光器件、光电转换器件和光栅尺封装在紧固的铝合金型材里。发光器件采用红外发光二极管,光电转换器件采用光电三极管。在铝合金型材下部有柔性的密封胶条,可以防止铁屑、切屑和冷却剂等污染物进入尺体中。电气连接线经过缓冲电路进入传感头,然后再通过能防止干扰的电缆线送进光栅数显表,显示位移的变化。闭式光栅线位移传感器的结构及输出波形见图1、图2。 http://www.newmaker.com/nmsc/u/art_img1/200612/200612271602699406.gif图一http://www.newmaker.com/nmsc/u/art_img1/200612/200612271604153434.gif图二 BG1型闭式传感器的传感头分为下滑体和读数头两部分。下滑体上固定有五个精确定位的微型滚动轴承沿导轨运动,保证运动中指示光栅与主栅尺之间保持准确夹角和正确的间隙。读数头内装有前置放大和整形电路。读数头与下滑体之间采用刚柔结合的联接方式,既保证了很高的可靠性,又有很好的灵活性。读数头带有两个联接孔,主光栅尺体两端带有安装孔,将其分别安装在两个相对运动的两个部件上,实现主光栅尺与指示光栅之间的运动进行线性测量。二、基本原理 光栅位移传感器的工作原理,是由一对光栅副中的主光栅(即标尺光栅)和副光栅(即指示光栅)进行相对位移时,在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形,称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号,再经过放大器放大,整形电路整形后,得到两路相差为90o的正弦波或方波,送入光栅数显表计数显示。三、安装方式 光栅线位移传感器的安装比较灵活,可安装在机床的不同部位。 一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上,随机床走刀而动,读数头固定在床身上,尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时,则必须增加辅助密封装置。另外,一般情况下,读数头应尽量安装在相对机床静止部件上,此时输出导线不移动易固定,而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。1、安装基面 安装光栅线位移传感器时,不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上,更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上,移动工作台,要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求,则需设计加工一件光栅尺基座。基座要求做到:①应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座(最好基座长出光栅尺50mm左右)。②该基座通过铣、磨工序加工,保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外,还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时,调整读数头位置,达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右,读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。2、主尺安装 将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上,但不要上紧,把千分表固定在床身上,移动工作台(主尺与工作台同时移动)。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度,调整主尺M4螺钉位置,使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时,把M2螺钉彻底上紧。在安装光栅主尺时,应注意如下三点: (1) 在装主尺时,如安装超过1.5M以上的光栅时,不能象桥梁式只安装两端头,尚需在整个主尺尺身中有支撑。 (2) 在有基座情况下安装好后,最好用一个卡子卡住尺身中点(或几点)。 (3) 不能安装卡子时,最好用玻璃胶粘住光栅尺身,使基尺与主尺固定好。3、读数头的安装 在安装读数头时,首先应保证读数头的基面达到安装要求,然后再安装读数头,其安装方法与主尺相似。最后调整读数头,使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内,其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。4、限位装置 光栅线位移传感器全部安装完以后,一定要在机床导轨上安装限位装置,以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端,从而损坏光栅尺。另外,用户在选购光栅线位移传感器时,应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺,以留有余量。5、检查 光栅线位移传感器安装完毕后,可接通数显表,移动工作台,观察数显表计数是否正常。 在机床上选取一个参考位置,来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同(或回零)。另外也可使用千分表(或百分表),使千分表与数显表同时调至零(或记忆起始数据),往返多次后回到初始位置,观察数显表与千分表的数据是否一致。 通过以上工作,光栅传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲,铁屑、切削液及油污较多。因此,光栅传感器应附带加装护罩,护罩的设计是按照光栅传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定,护罩通常采用橡皮密封,使其具备一定的防水防油能力。四、使用注意事项(1)光栅传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。 (2)尽可能外加保护罩,并及时清理溅落在尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅传感器壳体内部。 (3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。 (4)为延长防尘密封条的寿命,可在密封条上均匀涂上一薄层硅油,注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。 (5) 为保证光栅传感器使用的可靠性,可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面,保持玻璃光栅尺面清洁。 (6) 光栅传感器严禁剧烈震动及摔打,以免破坏光栅尺,如光栅尺断裂,光栅传感器即失效了。 (7) 不要自行拆开光栅传感器,更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距,否则一方面可能破坏光栅传感器的精度;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,以而造成光栅尺报废。 (8) 应注意防止油污及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线条纹分布,引起测量误差。 (9) 光栅传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面,破坏光栅尺质量。高创传感器公司生产的高精度位移传感器具有良好的电磁兼容性,技术指标优于国家标准,处于国内绝对领先地位。五、常见故障现象及判断方法1、接电源后数显表无显示 (1)检查电源线是否断线,插头接触是否良好。 (2)数显表电源保险丝是否熔断。 (3)供电电压是否 符合要求。2、数显表不计数(1)将传感器插头换至另一台数显表,若传感器能正常工作说明原数显表有问题。 (2)检查传感器电缆有无断线、破损。3、数显表间断计数(1)检查光栅尺安装是否正确,光栅尺所有固定螺钉是否松动,光栅尺是否被污染。 (2)插头与插座是否接触良好。 (3)光栅尺移动时是否与其他部件刮碰、摩擦。 (4)检查机床导轨运动副精度是否过低,造成光栅工作间隙变化。4、数显表显示报警(1)没有接光栅传感器。 (2)光栅
有没有人开发光栅的,请问下20脚细分电路的芯片,有没有推荐的!
[b][font=宋体][color=#ff0000]光延迟线[/color][/font][/b][font=宋体][color=#ff0000]:[/color][/font][font=宋体][font=宋体]电动光延迟线([/font]0~1500ps[font=宋体])、手动延迟线([/font][font=Calibri]0~1500ps[/font][font=宋体])、光栅尺延迟线[/font][font=Calibri]([/font][font=宋体]延迟精度[/font][font=Calibri]1fs[/font][font=宋体],[/font][font=Calibri]0~1500ps[/font][font=宋体])、固定延迟线([/font][font=Calibri]100ns~240us[/font][font=宋体])、步进延迟线 [/font][font=Calibri],[/font][font=宋体]所有延迟线都可定制多通道[/font][/font]
数显内径千分尺里的一个小光栅断了,需要更换配件,各位大神谁有这样的配件可以修的联系我。谢谢!
石英玻璃管与放置被测液位计的水槽形成连通器,两者内部的液位高度相同。计算机控制循环水泵和电磁阀,通过进水和排水,实现液面的升降。 在石英玻璃管旁安装的高精密竖直大理石气浮导轨上面贴附有光栅尺,运动控制部分用步进电机驱动精密丝杠,带动光栅传感器的读数头和摄像头沿大理石气浮导轨上下移动,用摄像头加视觉软件的方式跟踪石英玻璃管内液面的位置。 测量系统应用了模拟刻线与凹液面下缘相切的瞄准方法,当视频中固定中国测试2012 年3 月模拟刻线与玻璃管中的液面下缘面相切时,软件采集并记录光栅位移传感器的数据。1.2 结构与组成液位测量系统结构如图1 所示,主要由数据采集、运动控制以及供水等部分组成。 液位测量数据采集部分由精密光栅尺、摄像头及计算机组成;运动控制系统主要由大理石气浮导轨、空气压缩机、精密丝杠、步进电机及单片机组成;供水部分由不锈钢循环水泵和不锈钢水箱、电磁阀,单向阀等组成。
有个疑问,想请教下各位专家,原子吸收光谱仪里的参数光栅有效刻数面积是什么,能体现出什么,与光栅刻数线等有什么关系。是不是平面光栅才有的参数?
可配置操作简便的[color=#c60a00]直读式目镜测微计[/color](U-OSM/D4)好多配置说明上都有这个,我用的也是,但是没有说明书和参数了,有没有高手解释一下是什么原理啊?是不是那个光栅尺的原理?
有谁用过布鲁克Q2光谱仪,其光栅的焦距及刻线数是多少或者仪器光谱分辨率如何?谢谢
有人目测过直读光谱仪光栅的实际尺寸吗?包括PMT和CCD的。
请问一下原吸中的平面光栅是尺寸是越大越好吗,如果是尺寸大有什么意义呢在那里呢。
我单位要招标买一批设备其中包括一套紫外可见光分光光度计但是我以前很少接触紫外可见光分光光度计昨天在专家论证参数时提了几个问题问我们双光束指的是那种双光束?说有老式的和新出的衍射光栅刻线数主流产品的参数一般能达到什么数字?不太懂,特来求助!
光栅刻线密度是每毫米的刻线数,同样的光谱仪,更高的刻线密度,更高的分辨率。但是刻线密度是原生指标,意义在于分辨率,但是分辨率是和焦距和狭缝宽度共同决定的结果,如果仪器已经给出了分辨率参数,那么,刻线密度是一个参考数据。对于搭配选择,知道这个关系还是有意义的。通常我们采用1200groove/mm 光栅来表达光谱仪的技术指标。当然这里是说独立的光学元件光谱仪。闪耀波长是刻线光栅的重要参数,全息光栅就没有这个特征。刻线光栅可以有更高效率的一级光分光效率。闪耀波长可以采用经验公式知道光栅的覆盖范围,就是有效的分光范围,大约在1/3--2倍的闪耀波长范围。全息光栅的优点是:杂散光低,覆盖范围宽。最新的等离子体刻蚀全息光栅,在全息光栅基础上用等离子体刻线,可以兼顾全息光栅和刻线光栅的优点。这是就有闪耀波长数据了。现在只有spex光拥有这个专利技术。一般这种光栅用于需要宽范围分光,而且需要高的分光效率的地方。
某型仪器以前的产品光栅用的是每毫米刻线1200条的光栅,现在新出的产品用的是1800线了。可性能指标没什么明显提高!且工艺和成本都会增加。为什么要这样做呢,是否出于商业宣传考虑?行业的竞争所造成的呢?据我所知,光栅的分光能力并非取决于刻线的条数。
[font=SimSun][size=4][b]制造光学光栅的历史[/b] 光栅是光学光谱仪的心脏部分。在过去的50年中,电子、软件及自动化都得到快速的发展,而光栅的改进却是滞缓而固难。1949年George R Harrison在马省理工学院(MIT)发明了中阶梯光栅。中阶梯光栅解决了一个在刻制光栅时所碰到的问题,即如何制止钻石工具的磨损问题。即使光栅是刻制在相当柔软的材料,如铝、金和铜上,当在金属表面上精细地加工光栅时,这些金属也将很细微地磨损钻石工具。钻石工具的磨损将导致整个光栅刻槽形状的改变,使其分辨率降低而杂散光增强。我们可以设想一下,在一块面为50X100mm的空白光栅上,刻制每毫米为2400线的光栅,钻石工具将在表面材料上走动12000 m (相当7.5英里)。为了获得优于2400条/mm刻线光栅的分辨率,同时降低钻石工具的走刀路程,Harrison设计了中阶梯光栅,中阶梯光栅每毫米仅为50条刻线,在相同的50X100mm的空白光栅上,钻石工具走动250m(相当820英尺)!今天,我们采用中阶梯光栅不但是因为减少了钻石刀头的磨损,而且是因为当它与棱镜交叉色散时可获得的高分辨率二维中阶梯光谱,该二维光谱与电荷转移阵列检测器(例如CID)实现最佳匹配。[b]原来的刻线机[/b]在二十世纪50年代,Jarrell-Ash公司(Thermo Elemental的前生)先后研制了两台机械光栅刻制机。一号机具有可以在每英寸中刻制确切槽数的传动装置,而二号机可设定刻制每毫米特定的条数。上述机械中的关键部件,诸如Nitr-合金(Nitralloy)的滑台导轨、导向螺杆以及导向螺杆传动装置,在其制造时是非常小心且费力地用手工研磨抛光而成,以获得最好精度。60年代,二号机的精度由于增加了一个测量放置光栅胚模(Grating blank)滑台位置的干涉仪而大大提高。其原理是通过传动装置的差异,干涉仪用作为反馈回路以校正导致螺杆的微小但必然存在的误差。这两台仪器在其服务的三十年里作出了令人满意的贡献。1990年,科学家们对二号机作了一个彻底的现代化改造,将其技术水平提高为“艺术级”,以满足刻制机械所要求的最严竣的挑战,它被用于刻制中阶梯光栅。[/size][/font]
今天拆卸了一台仪器,发现它的单色器里面的光栅传动结构很有趣。一般仪器的光栅转动完成,不是由带丝杠传动的正弦结构就是由皮带传动的。但这台仪器的光栅是安装在一个扇形齿轮的圆心位置,而扇形齿轮是与波长电机轴紧密咬合而做弧形运转的。请见下图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/03/201503021635_536959_1602290_3.jpg
http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif CONTROL CHINA测量测试展中国区展商推介会 Control China Exhibitor Road Show 一站式解答所有质量难题,提供最佳测量测试方案 One Stop to solve all your quality needs - Control China 展商推荐会| 2013年11月18日| 下午16:30– 17:30- Control China Shanghai Road Show| 18th Nov 2013 | 16:30-17:30p.m.地点:上海汽车工业培训中心 | 上海市虹口区同嘉路79号Location:Shanghai Automotive Industry TrainingCenter | Add:No.79, Tong JiaRoad, Hongkou District, Shanghai参会目的:了解Control China展会,2014展会新亮点以及最新现场免费活动,以便更好的结合展会推广企业及产品。演讲人:德国Schall展览集团中国办事处首席代表Hermann Bohle先生中国汽车工程学会检测专业委员会朱正德主任Control China 是计量领域企业推广新产品、新技术、提高企业形象和提高企业知名度的最佳选择。展品范围:长度计量(量仪量具):坐标测量、非接触式测量、几何测量、影像测量、激光测量、光栅尺、厚度计、3D扫描、光电子坐标测量力学测试:
哪位有“一米平面光栅摄谱仪”的说明书等相关资料???能否发一份给我?我现在有一台北京第二分析仪器厂的摄谱仪,不知如何使用!!!在这先谢了!!!zhou761124@163.com
随着全息激光技术的发展,出现了采用激光干涉照 相法制作的衍射光栅,这种光栅称为全息光栅。在磨制好的光栅毛坯上均匀涂布一层光敏物质,然后置于同一单色光源的两束激光干涉 场中曝光。把明暗相同的干涉条纹记录在光敏层上。将已曝光的坯基浸入一种特殊的溶液中,涂层各部分由于所接受的曝光量不同而受到不同程度 的溶蚀,从而在坯基上出现了与干涉条纹相当的槽线,最后在真空中镀上反射铝膜和保护膜就制成全息光栅。全息光栅的特点为:(1) 无鬼线,杂散光极小。(2)衍射效率较低,全息光栅的槽形通常为近似正弦波形,这种槽形不具备闪耀条件,没 有明显的闪耀特性。据称,采用“离子蚀刻”技术的全息光栅,使光栅衍射效率得到较大提高。(3)分辨率高。由于全息技术使光栅刻线总数大幅度增加,因此色散率、分辨率也大幅度 得到提高。
谁有722型光栅分光光度计的说明书,本人急需
线色散率、分辨率、集光本领是评价光谱仪性能的重要指标,而这些性能又主要取决于所采用的色散元件—光栅,制造高性能的光栅一直是光谱仪技术追求的目标。ICP分光系统中,全直谱图的很多都是采用中阶梯光栅。从光栅色散率公式可知,在自准条件下(a=b=e)dl/dλ=(m·f)/(d·cosb)提高线色散率可采用长焦距f、大衍射角b、高光谱级次m、减少两刻线间的距离d(提高每毫米刻线数)。从光栅分辨率公式可知R=λ/Dλ=m·N提高分辨率可增加光栅刻线总数N、用高衍射级次来解决。在常规的光栅设计中,都是通过增加每毫米刻线数来提高线色散率和分辨率。事实上由于制造技术及成本原因,精确、均匀地在每毫米刻制2400条线已很困难,采用全息技术制造的全息光栅最高可达10000条,但由于槽面成正弦形,使闪耀特性受影响,集光效率下降。1949年美国麻省理工学院的Harrison教授摆脱常规光栅的设计思路,从增加衍射角b,利用“短槽面”获得高衍射级次m着手,增加两刻线间距离d的方法研制成中阶梯光栅(Echelle),这种光栅刻线数目较少(8~80条),使用的光谱级次高(m=28~200),具有光谱范围宽、色散率大、分辨率好等突出优点。但由于当时无法解决光谱级次间重叠的问题,在五、六十年代未受到重视,直到七十年代由于实现了交叉色散,将一维光谱变为二维光谱,方得到实际应用。随着九十年代初二维半导体检测器(CID)和(CCD)的应用,中阶梯光栅的优点才在ICP光谱分析中充分的展现出来。光栅方程d(Sina+Sinb)=mλ 同样也适用于中阶梯光栅。在“自准”(a=b=e)时,m=2d·Sine/λ。中阶梯光栅不同于平面光栅,采用刻槽的“短边”进行衍射,即闪耀角e很大(60°- 70°);采用减少每毫米刻线数,即增大光栅常数d,因此,光谱级次m大大增加。例如IRIS Ad.全谱直读ICP的光栅刻线为52.6条/mm,闪耀角e=64°,可计算出对应λ=175nm的光谱级次m=189级,对应λ=800nm的光谱级次m=42级。对于衍射级次从42~189时,其闪耀波长分别在800~175nm光谱分析段内,且这些闪耀波长间隔较近,即形成全波长闪耀。中阶梯光栅的角散率:db/dλ=(2·tgb)/λ线色散率 dl/dλ=(2·f·tgb)/λ分辨率 R=λ/Dλ=2·W/(λ·Sinb)从上面三个公式可知,中阶梯光栅的角色散率、线色散率和分辨率都与衍射角b有关,并随着b增大而增大。因此,只要取足够大的b值(取闪耀角接近衍射角b=64°),即相当于在较高级次下工作,就能获得很大的角色散率、线色散率和分辨率。对于一般平面光栅,线色散率dl/dx =(f·m)/d,必须依靠增大仪器的焦距f,减小刻线间距d(增加刻线条数)来增加线色散率。而中阶梯光栅由于角色散率很大,不必依赖焦距的增加,就能获得较大的线散率。例如焦距1米,3600条/mm的平面光栅在200nm处,一级光谱的倒数线色散率仅为0.22nm/mm,而0.5米焦距,52.6条/mm的中阶梯光栅光谱仪在168级处同一波长的倒数线色散率可达0.14nm/mm。由于中阶梯光栅的角色散率足够大,焦距反而可缩小(如0.5米),因此,仪器光室的体积大为缩小,使相对孔径变大,光谱光强也得到提高。由于线色散率大,中阶梯光栅每一级光谱的波长范围相当小,在这个范围内各波长的衍射角基本一致,而且各级基本上是在同一角度下(闪耀角)观察整个波长范围,所以均可达到很大闪耀强度,即“全波长闪耀”。另外,这种中阶梯光栅它们相邻的衍射光谱级次之间的能量分布如上图所示,从图中可以看出,同一波长的入射光的能量多被分布在两个相邻衍射光谱的级次里,由于最佳闪耀波段两侧能量锐减,如图中虚线下方所示。故入射光强能量几乎都被集中到如图中虚线上方的闪耀波段中的该波长上,由此可知,中阶梯光栅在175~800nm全波段范围内均有很强的能量分布,中阶梯光栅其光谱图象可聚焦在200 mm2的焦面上,非常适合于半导体检测器来检测谱线。中阶梯光栅光谱仪各级之间的重叠用交叉色散棱镜的办法来解决,即棱镜的色散方向与中阶梯光栅的色散方向互相垂直,这样在仪器的焦面上形成二维光谱图象。
1 衍射光栅 平行、等宽而又等间距的多缝装置称为衍射光栅。它是利用光的衍射和干涉现象进行分光的一种色散元件,衍射光栅有透射式和反射式两种,光谱仪常用的是反射光栅,它的缝是不透明的反射铝膜。在一块极其平整的毛坏上镀上铝层,刻上许多平行、等宽而又等距的线槽,每条线槽起着一个“狭缝”的作用,每毫米刻线有1200条、2400条或3600条,整块光栅的刻线总数几万条到几十万条。 反射光栅从形状上可分为平面光栅,凹面光栅和阶梯光栅, 从制作方法上又可分为机刻光栅和全息光栅。 在一般的反射光栅中,由于光栅衍射中没有色散能力的零级衍射的主极大占去衍射光强的大部分(80%以上),随着主极大的级次增高,光强迅速减弱(见下图)。因此,使用这种反射光栅时,其一级较弱,二级衍射更弱。为解决这个问题,将光栅的线槽刻成锯齿形,使其具有定向“闪耀”能力,把能量集中分布在所需的波长范围。光栅复制技术的发展,大大降低了生产成本并缩短生产周期,使光栅得到广泛应用1.1平面反射光栅 1) 光栅方程 根据光的衍射和干涉原理,当平行光束以α角入射于光栅时,则在符合下述方程的角β方向上获得最大光强。 d(sinα+sinβ)=ml (m=0 ±1 ±2) 其中d-光栅常数,即相邻两缝的间距,α-入射角,β-出射角,m-衍射级次,或称为光谱级次,l-衍射光的波长。 2) 平面反射光栅的特点 a) 根据光栅方程,当光栅常数d为定值时,对于同一方向(α一定)入射的复合光在同级光谱(m一定)中,不同波长l有不同的衍射角β与之对应,因而可在不同的衍射方向获得不同波长的谱线(主极大)。这就是光栅的色散原理。 b) 对一定波长l的单色光而言,在光栅常数d和入射角α固定时,对于不同级次m(m=0 ±1 ±2……)可得到不同角β的衍射光,即同一波长可以有不同级次的谱线(主极大)。 c) 对于复合光,当m=0时,在β=-α的方向上,任何波长都可使光栅方程成立,即在此方向上,光栅的作用就象一面反射镜一样,将得到不被分光的零级光谱,入射光束中的所有波长都叠加在零级光谱中。当d和α为固定值时,对于不同波长、不同级次的光谱,只要其乘积ml等于上述定值,则都可以在同一衍射角β的方向上出现,即 m1l1=m2l2= m3l3=…… 例如,一级光谱中波长为l的谱线和波长为l/2的二级谱线,波长为l/3的三级谱线…… 重叠在一起(如图)。这种现象称为光谱级次的重叠。它是光栅光谱的一个缺点,对光谱分析不利,应设法予以清除。在平面光栅光谱仪中,常用不同颜色的滤光片来消除这种级次重叠。同时为了获得足够的光能量,在ICP光谱分析中,通常选择第一级次(m=1)或第二级次(m=2)的光谱谱线。 3) 平面光栅光谱仪的主要性能 a) 色散率:光谱在空间按波长分离的程度称为色散率,其表示方法有角色散率(dβ/dl)和线色散率(dl/dl)两种,通常以线色散率倒数dl/dl表示仪器的色散能力,其单位为nm/mm。 光栅的角散率:dβ/dl=m/(d٠cosβ) 由此可见,角色散率与光谱级次m成正比。对于给定的波长范围,由于平面光栅的β较小(0-8°),cosβ变化不大(1-0.99),因而在同一个级次下,角色散率几乎不变;二级光谱的角色散率为一级光谱角色散率的两倍。 在Ebert装置的平面光栅仪中,焦平面与光轴垂直, β=0-8°时,cosβ»1。此时线色散率倒数为: dλ/dl@d/(f·m) f为成像物镜的焦距。 可见,线色散率倒数与成像物镜的焦距f、衍射光谱级次m成反比,即采用长焦距和高衍射级次的光谱有利于提高线色散率。同时平面光栅光谱仪的线色散率倒数只有在β角很小的情况下才接近常数,即随波长的增加,线色散率倒数几乎不变。 b) 分辨率:仪器的分辨率又称分辩本领,是指仪器两条波长相差极小的谱线,按Rayleigh原则可分开的能力。所谓Rayleigh原则,指一条谱线的强度极大值恰好落在另一条强度相近的谱线的强度极小值处,若此时这两条谱线刚能被分开,则这两条谱线的平均波长λ与波长差Δλ之比值,称为仪器的理论分辨率 R,即R=λ/Δλ。对于平面光栅,理论分辨率R=λ/Δλ=m·N,由此表明光栅的分辨率为光谱级次m与总刻线N的乘积,不随波长改变而改变。 当级次m增加时,角色散率、线色散率及分辨率均随之增加。这时光栅偏转的角度也越大,它在衍射方向的投影也越少,因而光栅的有效孔径也随之越小,因此,光谱强度也相应减弱。 实际分辨率由于受许多客观误差因素的影响,总是比理论分辨率差,一台单色仪的分辨率是它能分辨的最小波长间距,这个波长间距不但有赖于仪器的分辨本领,而且也与狭缝的宽度、狭缝的高度及光学系统的完善性有关。在扫描式单色仪中,分辨率通常用半强度带宽值报出 1.2闪耀光栅 前面介绍的一般光栅具有色散能力。但衍射能量的80%左右集中在不分光的零级光谱中,而有用的一、二级光谱依次减弱,因而实用价值很低。为了克服这一缺点,适当地改变反射光栅的刻槽形状,使起“狭缝”作用的反射槽面和光栅平面形成一定的倾角e,如图,即可将入射光的大部分能量集中到所需衍射级次的某个衍射波长附近,该波长称为“闪耀波长”,这种现象称为光栅的闪耀作用,这种光栅称为闪耀光栅,也称小阶梯光栅,倾角e为闪耀角。 闪耀光栅的主要好处在于可使光能量集中在第一光谱级次(m=1)的λb与第二光谱级次(m=2)的λb/2附近。 a) 在“自准”条件下(a=b=e),闪耀波长与闪耀角的关系为2dSine=m·λbm,可根据需要的闪耀波长λbm来设计相应的闪耀角e。 b) 光栅的闪耀并非只限于闪耀波长,而是在该闪耀波长附近的一定范围内也有相当程度的闪耀。 c) 闪耀光栅的特性。这种光栅的一级闪耀波长λb1=560nm,有86%的光强集中在一级,而其余14%被分配在零级和其他各级中。从该图可以看出,该光栅的二级光栅光谱的闪耀波长λb2=560/2=280nm,实际上,光强的分布难与理论值完全相符,因为光栅刻线形状不可能精确
1,光栅的分光精度很高,使用1200线的光栅可以达0.25nm的分辨率,提高线数甚至可以达到0.05nm及更高,当然目前共聚焦上不需要这么高。 2,光栅的分光的线性比较好,短波方向的密度与长波方向的密度一样,使用棱镜这一点会有问题,从而影响到光谱分辨率的精度。3,光栅的分光效果虽然低于棱镜,但目前已有新技术大大提高了光栅的分光效率,最终到达了很好效果。
如大家所知,现在分光里面用来调节波长都会涉及到正弦机构。对于此,有一疑问一直不能找到满意的答案。从高中物理我们知道光栅分光具有匀排特性,就是说不管什么波长,光栅转动的角度一样,波长变化的值一样。那既然如此为何还要在仪器里面加个正弦机构来调节波长?直接用步进马达加齿轮减速不是更加理想?而且用了正弦机构后,反而相反,电机步进一样的步数,在不同波段,光栅转动角度不一样的。这样岂不是矛盾了?那到底光栅分光是否匀排?还是正弦机构的应用另有妙处?盼各位高手!!
影像测量仪应用在各个不同的精密产品的行业中,是院校、研究所和计量检定部门的计量室、试验室以及生产车间不可缺少的计量检测设备之一。 影像测量仪的性能: 1、影像测量仪具备基本的点、线、圆、两点距离、角度等基本测量功能及坐标平移的功能,能满足基本的二次元测量要求。 2、花岗石底座与立柱,机构稳定可靠 3、影像测量仪的X、Y轴装有光栅尺,定位精确。 4、Z轴采用交叉导轨加配重块的全新设计,镜头上下升降受力均衡,确保精度。 5、LED冷光源(表面光合轮廓光)避免工件受热变形。 6、激光定位指示器,精确制定当前测量位置,方便测量。 7、影像测量仪可以使用OVMLite软件。 8、影像测量仪的镜头:3DFAMILY-S型0.7X-4.5X连续变倍镜头,影像放大倍率:28X-180X。
DS系列光栅式指示表检定仪说明书,与大家分享。[~134785~]