14数字式传感器习题及解答

第14章数字式传感器

一、单项选择题

1、循环码0110对应的二进制码是（）。

A. 0110

B. 0100

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 B.与栅线间宽成正比

C．与夹角近似成正比 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°

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.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° B. 0.17°C．0.016° D. 60°

6、（）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（）mm

A．0.02 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

B.光电式编码器

C.脉冲盘式编码器

D.计量光栅

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、和这三个重要特点。

6、当两块光栅的夹角很小时，光栅莫尔条纹的间距与近似成反比。

7、目前为止，数字式传感器最主要的两种类型是和。

8、直线式编码器用于测量，用于测量角位移。

9、计量光栅主要由和两部分组成。

10、计量光栅中的光电转换装置包括主光栅、、和光电元件。

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。

12、数字式传感器是能够直接将转换为的传感器。与模拟式传感器相比，具有测量精度和分辨率高、、抗干扰能力强、便于与微机接口和适宜的优点。

13、数字式传感器主要有和两种类型，可用于和

测量。

14、编码器按结构形式可分为和两大类，分别用于测量

和。

15、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和；按用途不同有测量线位移的和；按光栅结构不同，又可分为

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？

d

f

d

f

d 光栅2光栅1 d

f

d

f

d

4、如何判别光栅传感器的运动方向？

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？

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rad 01.0=θ。求：

(1)求其形成的莫尔条纹间距H B 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s 6

10-，问此时图14.14 辨向原理

A

1u '2u 'A

莫尔条纹

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？

第14章数字式传感器

一、单项选择题

1、B

2、D

3、C

4、C

5、A

6、C

7、C

二、多项选择题

1、ABD

2、AC

三、填空题

1、1001

2、22.5°

3、莫尔条纹

4、光栅栅距

5、位移放大；辨别运动方向（辨向）；误差平均效应

6、（刻线）夹角

7、编码器；脉冲数字传感器 8、线位移；旋转式编码器 9、光电转换装置；光栅数显表10、指示光栅；光路系统 11、倍频细分；电桥细分

12、非电量；数字量；稳定性好；远距离传输 13、编码器；脉冲数字传感器；位移；计数14、直线式；旋转式；线位移；角位移 15、莫尔条纹；角位移

16、透射光栅；射光栅；长光栅；圆光栅；幅值（黑白）光栅；相位（闪耀）光栅

四、简答题

1、答：数字式传感器是能够直接将非电量转换为数字量的传感器。

优点：测量精度和分辨率高，稳定性好，抗干扰能力强，便于与微机接口，适宜远距离传输。数字式传感器可用于测量位移（包括线位移和角位移）和计数。

2、答：循环码“0110”对应的二进制码是“0100”，转换成十进制数是4，

该4位码盘的最小分辨率为360°/24=22.5°

所以实际转过的角度为4×22.5°=90°。

3、答：①把两块栅距相等的光栅（光栅1、光栅2）叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线之间形成一个很小的夹角θ，这样就可以看到在近于垂直栅线方向上出现明暗相间的条纹，这些条纹叫莫尔条纹。在d - d线上，两块光栅的栅线重合，透光面积最大，形成条纹的亮带，它是由一系列四棱形图案构成的；在f - f线上，两块光栅的栅线错开，形成条纹的暗带，它是由一些黑色叉线图案组成的。因此莫尔条纹的形成是由两块光栅的遮光和透光效应形成的。