拉线位移传感器——光栅传感器的应用及选型指南

光栅传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成。标尺光栅相对于指示光栅移动时，便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。

这些条纹以光栅的相对运动速度移动，并直接照射到光电元件上，在它们的输出端得到一串电脉冲，通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出，直接显示被测的位移量。

光栅传感器的应用

由于光栅传感器测量精度高、动态测量范围广、可进行无接触测量、易实现系统的自动化和数字化，因而在机械工业中得到了广泛的应用。

光栅式传感器在航空航天器及船舶中的应用

先进的复合材料抗疲劳、抗腐蚀性能较好，而且可以减轻船体或航天器的重量，对于快速航运或飞行具有重要意义，因此复合材料越来越多地被用于制造航空航海工具（如飞机的机翼）。

光栅式传感器在民用工程结构中的应用

民用工程的结构监测是光纤光栅传感器活跃的领域。对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等来说，通过测量上述结构的应变分布，可以预知结构局部的载荷及状况，方便进行维护和状况监测。

光栅式传感器在电力工业中的应用

光纤光栅传感器因不受电磁场干扰和可实现长距离低损耗传输，从而成为电力工业应用的理想选择。电线的载重量、变压器绕线的温度、大电流等都可利用光纤光栅传感器测量。

光栅式传感器在医学中的应用

医学中用的传感器多为电子传感器，它对许多内科手术是不适用的，尤其是在高微波（辐射）频率、超声波场或激光辐射的过高热治疗中。由于电子传感器中的金属导体很容易受电流、电压等电磁场的干扰而引起传感头或肿瘤周围的热效应，这样会导致错误读数。

光栅式传感器在我国高铁运行技术中的应用

我们平时搭乘列车，有时会觉得震动很大，乘车不舒服，这就是列车车轮出现了扁疤或者多边形。扁疤虽然只有几微米，但因为高铁运行速度快，却会对高铁产生很大震动。而传感器的作用，就是发现列车哪些地方出现了扁疤。

光栅传感器在数控机床上的应用

光栅式传感器作为数控机床直线轴的位置检测元件，相当于人的“眼睛”，就是“监视”该直线轴在执行数控系统的移动指令后，该直线轴是否真的准确地运行到数控系统指令所要求的位置。

光栅传感器选型指南

1）根据检测对象及检测类型确定选型

首先要考虑何种原理的传感器，需要多方面的因素才能确定。确定选用何种类型的传感器，再考虑传感器的具体指标。

2）灵敏度的选择

在线性范围内灵敏度越高越好

3）线性范围

线性范围是输出与输入成正比的范围，再次范围内灵敏度保持定值。

4）稳定性

5）传感器在使用一段时间后，其性能保持不变的能力。

在使用传感器之前应对其使用环境进行调查，并根据环境使用合适的传感器，或采取适当的措施减少环境的影响。