长光栅传感器应用实验--传感器实验

一、实验目的
了解长光栅测量位移的原理与应用。
二、实验仪器
JCY-5 光栅线位移传感器检测装置、光栅传感器实验模块
三、实验原理
长光栅传感器的工作原理
光栅：等节距的透光和不透光的刻线均匀相间排列构成的光学元件称为光栅。 
莫尔条纹：当主光栅与指示光栅成一定夹角叠放时在另一方向上形成明暗相间的条纹，称为莫尔条纹如下图所示。

图1-1
设栅距为W，夹角为θ，则莫尔条纹宽度B为：

当指示光栅与主光栅有相对运动时，莫尔条纹也作同步移动。由于B>>W，栅距被放大许多倍，光电元件测出莫尔条纹的移动，通过脉冲计数得到位移的度量。原理框图如下所示。

图1-2 光栅测量位移原理框图
四、实验内容与步骤
1、打开实验台电源，将直流稳压电源15V、5V接到JCY-5光栅线位移检测装置和光栅传感器模块。
2、将采集卡的模拟量和开关量电缆接到采集卡接口（采集卡的地线要接到直流稳压电源地），采集卡接口DO1~DO4分别接到JCY-5光栅线位移传感器检测装置“步进电机驱动模块”的A、B、C、D。光栅角位移传感器输出通过一根排线接到光栅传感器模块的“光栅传感器输入-线位移”。
3、通过USB电缆将USB数据采集卡接入计算机，并打开THSRZ-1 V1.3软件，选择“系统”菜单下的脚本编辑器，在弹出的窗口中选择“文件”——>“打开”，在弹出的对话框中选择JavaScript程序“步进电机控制”（在软件安装路径下的“JS脚本”文件夹内），认真阅读并理解程序，选择“调试”——>“步长设置”在弹出的对话框中设置单位步长时间。选择“调试”——>“启动”。
4、通过改变“步长设置”的时间控制步进电机转动的速度。设置好光栅传感器模块（见使用说明）。
五、实验报告
1．根据实验得出步进电机每走一步光栅尺的位移，编写一段JavaScript程序使光栅尺前进20mm。
2．将限位传感器的输出接采集卡接口开关量输入端DI，编写一段JavaScript程序使光栅尺在两个限位开关之间来回运动。