四、軟件設計根據硬件電路和系統功能要求，我們設計了軟件程序，由于采用了溫度誤差修正子程序，可使檢測的精度得到**提高。光柵傳感器是光機電一體化結構，光柵尺是由玻璃制做，外殼是由型鋁材料。當環境溫度變化時，必然會引起結構尺寸改變導致光柵柵距的變化，帶來檢測誤差。設定環境溫度為20℃時為檢測標準值，與標準值比較測出溫度變化時帶來的位移誤差值，即時測出位移誤差一溫度特殊性性曲線，由特性曲線擬合出誤差一溫度方程式，作為軟件溫度誤差修正的基礎。本系統軟件采用模塊化結構，軟件編制簡潔，緊湊合理。光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位。吳江區通用光柵尺選擇

（1）光柵傳感器與數顯表插頭座插拔時應關閉電源后進行。（2）盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵傳感器殼體內部。（3）定期檢查各安裝聯接螺釘是否松動。（4）為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。（5） 為保證光柵傳感器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。姑蘇區新款光柵尺維保為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺經常應用于數控機床的閉環伺服系統中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。例如，在數控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。光柵尺按照制造方法和光學原理的不同，分為透射光柵和反射光柵。

光柵主要有：狹縫光柵和柱鏡光柵兩類，狹縫光柵即線型光柵是**早較為成熟的光柵，其成像原理為***成像的原理。 因這種光柵比較容易制作，技術難度不大，所以在十幾年前就有制作非常優美的大幅狹縫光柵立體燈箱廣告出現。現今一些立體制作公司仍樂于用狹縫光柵立體燈箱參與展覽，效果是不錯，但狹縫光柵立體燈箱有以下缺陷：透光率*20%～30%，不環保，不節能，照明燈多耗能大，發熱大，室外亮度不夠，*適用于室內。柱鏡光柵種類繁多主要有板材和模材兩大類，其成像原理為弧面透鏡折射反射成像原理。柱鏡光柵潛力較大，室內外打不打燈都可使用，市場普及率正不斷擴大。光柵膜材曾一度因具有價格競爭力而風靡過一陣，但由于柱鏡光柵板價格的逐步下降，以及膜材需要粘貼及技術還有待提高的原因使其競爭力未顯突出。光柵尺傳感器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺傳感器即失效了。

勻排性由光柵方程d（sinα±sinβ）=mλ可知，在衍射角不太大的情況下（如在一級光譜內，靠近光譜法線區域時），不同波長光譜線的位置基本上與其波長值成比例。因此，光柵光譜中的各個波長譜線排列比較均勻，并隨著波長值線性增加或減少，相應的光柵光譜線的位置（如離光柵法線的距離）也線性變化。在棱鏡光譜中，由于不同波長的光線受到不同程度的折射而被色散。而棱鏡材料對不同波長的折射率變化是不與波長成線性的。棱鏡材料在短波方向的折射率的變化要比長波區的變化大得多。因此，棱鏡光譜中的譜線排列情況是不均勻的。在短波區，因dn/dλ大，譜線排列非常稀疏，而在長波區，則因dn/dλ小，譜線排列非常稠密。所以，同樣大小的波長差值，相應的譜線之間的距離，短波處要大于長波處。因此，我們說棱鏡在紫外區的色散要比可見、近紅外區的色散大。所以，有些紫外可見分光光度計（特別是***紫外可見分光光度計）都用石英棱鏡作前置單色器，就是這個道理。光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。姑蘇區新款光柵尺維保

這種條紋稱為“莫爾條紋” (圖2所示)。嚴格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。吳江區通用光柵尺選擇

三、單片機與接口電路為實現可逆計數和提高測量速度，系統采用了193可逆計數器。假設工作平臺運行速度為v，光柵傳感器柵距為d，細分數為N，則計數脈沖的頻率為：(2) 若v=1m/s,d=20μm,N=20，則f=1MHz，對應計數時間間隔為1，顯然對于8031單片機系統的響應為2μs是不能勝任的。經可逆計數器分頻后，可**地提高測量速度。由于193是4位二進制輸出，為與單片機接口，把兩片193采用了級聯的方式，這樣**多可計255個脈沖，若再來脈沖，進位端或借位端將輸出一個脈沖送到單片機T0、T1端計數，保證送到8031的信號不丟失。吳江區通用光柵尺選擇

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