光柵傳感器指采用光柵疊柵條紋原理測量位移的傳感器。光柵是在一塊長條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線密度為10～100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng)，因而能提高測量精度。

　　傳感器由標(biāo)尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四部分組成。標(biāo)尺光柵相對(duì)于指示光柵移動(dòng)時(shí)，便形成大致按正弦規(guī)律分布的明暗相間的疊柵條紋。這些條紋以光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度移動(dòng)，并直接照射到光電元件上，在它們的輸出端得到一串電脈沖，通過放大、整形、辨向和計(jì)數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)輸出，直接顯示被測的位移量。

　　光柵傳感器的應(yīng)用范圍：

　　1、機(jī)械工業(yè)

　　位移測量：光柵傳感器在機(jī)械工業(yè)中用于測量機(jī)械零件的線性位移和角度位移。例如，在數(shù)控機(jī)床和三坐標(biāo)測量機(jī)中，光柵傳感器能夠精確測量工作臺(tái)的位置和移動(dòng)距離。

　　振動(dòng)分析：光柵傳感器可用于檢測機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)狀態(tài)，通過分析振動(dòng)信號(hào)來判斷設(shè)備的健康情況和故障原因。

　　2、航天航空

　　結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測：在航天器及船舶中，光柵傳感器用于監(jiān)測復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變，確保其安全可靠性。例如，光纖光柵傳感器可以嵌入到飛機(jī)機(jī)翼中，實(shí)時(shí)監(jiān)測其形變和受力情況。

　　環(huán)境參數(shù)監(jiān)測：光柵傳感器還用于測量航天器和船舶上的溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)，為飛行和航行提供數(shù)據(jù)支持。

　　3、土木工程

　　橋梁監(jiān)測：在橋梁建設(shè)和維護(hù)中，光柵傳感器用于監(jiān)測橋梁的應(yīng)變和溫度變化，幫助工程師評(píng)估橋梁的結(jié)構(gòu)健康狀況。例如，通過將光柵傳感器安裝在橋梁的關(guān)鍵部位，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測橋梁的變形和振動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題。

　　建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測：光柵傳感器也用于高層建筑和大型結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測，確保其在地震和其他外力作用下的安全性。

　　4、電力系統(tǒng)

　　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測：在電力系統(tǒng)中，光柵傳感器用于監(jiān)測高壓電纜、變壓器等設(shè)備的振動(dòng)和溫度。例如，通過監(jiān)測高壓開關(guān)柜的溫度變化，可以預(yù)防過熱引起的故障。

　　智能電網(wǎng)：光柵傳感器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，提高供電可靠性。

　　5、化學(xué)工業(yè)

　　反應(yīng)監(jiān)控：在化工生產(chǎn)中，光柵傳感器用于監(jiān)測化學(xué)反應(yīng)過程中的溫度、壓力和濃度變化，確保反應(yīng)過程的安全和效率。例如，通過監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力，可以避免因超溫或超壓引發(fā)的事故。

　　管道監(jiān)測：光柵傳感器還用于監(jiān)測化工管道的泄漏和腐蝕情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患。

　　6、醫(yī)療領(lǐng)域

　　生理參數(shù)監(jiān)測：在醫(yī)療領(lǐng)域，光柵傳感器用于監(jiān)測病人的體溫、血壓、心率等生理參數(shù)。例如，通過植入式光柵傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測病人的心臟功能和血管狀態(tài)，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確的診斷數(shù)據(jù)。

　　醫(yī)療器械監(jiān)測：光柵傳感器還用于監(jiān)測醫(yī)療器械的性能和狀態(tài)，確保其正常工作和安全使用。