第14章 数字式传感器
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第 14 章
一、单项选择题 1、循环码 0110 对应的二进制码是（ A. 0110 B. 0100
数字式传感器
） 。 C. 0101 D. 1001 ）
2、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距（ A．与栅线的宽度成正比 C．与夹角近似成正比 B.与栅线间宽成正比 D.与栅距近似成正比
3、现有一个采用 4 位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是 0011，终 止位置对应的编码是 0101，则该码盘转动的角度可能会是（ A．45° B.60° C.90° ） D.120°
12、 数字式传感器是能够直接将 具有测量精度和分辨率高、 优点。 13、数字式传感器主要有 测量。 14、编码器按结构形式可分为 和 。 和
、 抗干扰能力强、 便于与微机接口和适宜
两种类型，可用于
和
和
两大类，分别用于测量
15Βιβλιοθήκη Baidu计量光栅利用光栅的
现象，以线位移和
为基本测试内容，
应用于高精度加工机床、光学坐标镗床、制造大规模集成电路的设备及检测仪器等。 16、计量光栅按应用范围不同可分为 线位移的 和 四、简答题 1、什么是数字式传感器？它有何特点？ 2、利用某循环码盘测得的结果为“0110” ，其实际转过的角度是多少？ 3、透射式光栅传感器的莫尔条纹是怎样产生的？条纹间距、栅距和夹角的关系是什么？
B.光电式编码器 C.脉冲盘式编码器
2、计量光栅的特点是（ ） 。 A．测量精度高 B．成本低 C．非接触式 D．对环境要求不高
三、填空题 1、循环码 1101 对应的二进制码是 2、采用 4 位二进制码盘能分辨的角度为 3、计量光栅是利用光栅的 。 。 现象进行测量的。 。
4、光栅测量原理是以移过的莫尔条纹的数量来确定位移量，其分辨率为 5、莫尔条纹有 、 和
W
和
；按用途不同有测量
和 。
；按光栅结构不同，又可分为
光栅1
d f d f d f d f BH d
光栅2
d
4、如何判别光栅传感器的运动方向？
BH
u
u1
3W 4
u2
光电元件 0 W W 莫尔条纹
4 2
W
x
A
A u1 u 2
u1 u 2
Y1
A
A
Y2
图14.14 辨向原理
5、如何实现提高光电式编码器的分辨率？ 6、二进制码与循环码各有何特点？并说明它们的互换原理。 7、简述光栅莫尔条纹测量位移的三个主要特点? 8、简述光栅读数头的组成和工作原理？ 9、简述计量光栅的结构和基本原理。 10、什么是数字式传感器？数字式传感器与模拟式传感器相比具有何优点？
）属于脉冲盘式编码器。
A．接触式编码器 B．光电式编码器 C．增量编码器 D．电磁式编码器 7、采用 50 线/mm 的计量光栅测量线位移,若指示光栅上的莫尔条纹移动了 12 条,则被测线 位移为（ A．0.02 ）mm B. 0.12 C． 0.24 D. 0.48
二、多项选择题 1、以下传感器中属非接触式的有： （ A.电磁式编码器 ） D.计量光栅
4、现有一个采用 4 位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是 0011，终 止位置对应的编码是 1111，则该码盘转动的角度可能会是（ A．60° B.90° C.180° ） D. 60° ） D.270°
5、一个 6 位的二进制光电式编码器，其测量精度约为（ A．5.6° 6、 （ B. 0.17° C．0.016°
五、计算题 1、一个 8 位光电码盘的最小分辨率是多少？如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度 至大为 0.01mm，则码盘半径应有多大？ 2、 一个 21 码道的循环码盘， 其最小分辨力θ1=?， 若一个θ1 角对应圆弧长度至少为 0.001mm， 问码盘直径多大？ 3、若某光栅的栅线密度为 50 线/mm，主光栅与指标光栅之间夹角 0.01rad 。求： (1)求其形成的莫尔条纹间距 B H 是多少? (2)若采用四只光敏二极管接收莫尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为 10 s ，问此时
6
光栅允许最快的运动速度 v 是多少? 4、 利用一个六位循环码盘测量角位移,其最小分辨率是多少？如果要求每个最小分辨率对应 的码盘圆弧长度最大为 0.01mm,则码盘半径应有多大?若码盘输出数码为“101101”,初始位 置对应数码为“110100”,则码盘实际转过的角度是多少？
这三个重要特点。 近似成反比。 和 。 用于测量角位移。 两部分组成。 、 和光电元件。
6、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距与 7、目前为止，数字式传感器最主要的两种类型是 8、直线式编码器用于测量 9、计量光栅主要由 ， 和
10、计量光栅中的光电转换装置包括主光栅、
11、为了提高光栅的分辨率，测量比栅距更小的位移量，光栅采用细分技术，常有的细分技 术有直接细分、 和 转换为 。 的传感器。 与模拟式传感器相比， 的
一、单项选择题 1、循环码 0110 对应的二进制码是（ A. 0110 B. 0100
数字式传感器
） 。 C. 0101 D. 1001 ）
2、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距（ A．与栅线的宽度成正比 C．与夹角近似成正比 B.与栅线间宽成正比 D.与栅距近似成正比
3、现有一个采用 4 位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是 0011，终 止位置对应的编码是 0101，则该码盘转动的角度可能会是（ A．45° B.60° C.90° ） D.120°
12、 数字式传感器是能够直接将 具有测量精度和分辨率高、 优点。 13、数字式传感器主要有 测量。 14、编码器按结构形式可分为 和 。 和
、 抗干扰能力强、 便于与微机接口和适宜
两种类型，可用于
和
和
两大类，分别用于测量
15Βιβλιοθήκη Baidu计量光栅利用光栅的
现象，以线位移和
为基本测试内容，
应用于高精度加工机床、光学坐标镗床、制造大规模集成电路的设备及检测仪器等。 16、计量光栅按应用范围不同可分为 线位移的 和 四、简答题 1、什么是数字式传感器？它有何特点？ 2、利用某循环码盘测得的结果为“0110” ，其实际转过的角度是多少？ 3、透射式光栅传感器的莫尔条纹是怎样产生的？条纹间距、栅距和夹角的关系是什么？
B.光电式编码器 C.脉冲盘式编码器
2、计量光栅的特点是（ ） 。 A．测量精度高 B．成本低 C．非接触式 D．对环境要求不高
三、填空题 1、循环码 1101 对应的二进制码是 2、采用 4 位二进制码盘能分辨的角度为 3、计量光栅是利用光栅的 。 。 现象进行测量的。 。
4、光栅测量原理是以移过的莫尔条纹的数量来确定位移量，其分辨率为 5、莫尔条纹有 、 和
W
和
；按用途不同有测量
和 。
；按光栅结构不同，又可分为
光栅1
d f d f d f d f BH d
光栅2
d
4、如何判别光栅传感器的运动方向？
BH
u
u1
3W 4
u2
光电元件 0 W W 莫尔条纹
4 2
W
x
A
A u1 u 2
u1 u 2
Y1
A
A
Y2
图14.14 辨向原理
5、如何实现提高光电式编码器的分辨率？ 6、二进制码与循环码各有何特点？并说明它们的互换原理。 7、简述光栅莫尔条纹测量位移的三个主要特点? 8、简述光栅读数头的组成和工作原理？ 9、简述计量光栅的结构和基本原理。 10、什么是数字式传感器？数字式传感器与模拟式传感器相比具有何优点？
）属于脉冲盘式编码器。
A．接触式编码器 B．光电式编码器 C．增量编码器 D．电磁式编码器 7、采用 50 线/mm 的计量光栅测量线位移,若指示光栅上的莫尔条纹移动了 12 条,则被测线 位移为（ A．0.02 ）mm B. 0.12 C． 0.24 D. 0.48
二、多项选择题 1、以下传感器中属非接触式的有： （ A.电磁式编码器 ） D.计量光栅
4、现有一个采用 4 位循环码码盘的光电式编码器，码盘的起始位置对应的编码是 0011，终 止位置对应的编码是 1111，则该码盘转动的角度可能会是（ A．60° B.90° C.180° ） D. 60° ） D.270°
5、一个 6 位的二进制光电式编码器，其测量精度约为（ A．5.6° 6、 （ B. 0.17° C．0.016°
五、计算题 1、一个 8 位光电码盘的最小分辨率是多少？如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度 至大为 0.01mm，则码盘半径应有多大？ 2、 一个 21 码道的循环码盘， 其最小分辨力θ1=?， 若一个θ1 角对应圆弧长度至少为 0.001mm， 问码盘直径多大？ 3、若某光栅的栅线密度为 50 线/mm，主光栅与指标光栅之间夹角 0.01rad 。求： (1)求其形成的莫尔条纹间距 B H 是多少? (2)若采用四只光敏二极管接收莫尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为 10 s ，问此时
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光栅允许最快的运动速度 v 是多少? 4、 利用一个六位循环码盘测量角位移,其最小分辨率是多少？如果要求每个最小分辨率对应 的码盘圆弧长度最大为 0.01mm,则码盘半径应有多大?若码盘输出数码为“101101”,初始位 置对应数码为“110100”,则码盘实际转过的角度是多少？
这三个重要特点。 近似成反比。 和 。 用于测量角位移。 两部分组成。 、 和光电元件。
6、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距与 7、目前为止，数字式传感器最主要的两种类型是 8、直线式编码器用于测量 9、计量光栅主要由 ， 和
10、计量光栅中的光电转换装置包括主光栅、
11、为了提高光栅的分辨率，测量比栅距更小的位移量，光栅采用细分技术，常有的细分技 术有直接细分、 和 转换为 。 的传感器。 与模拟式传感器相比， 的