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谈温度变化对光栅测量系统的影响

众所周知，所有材料的尺寸都会受到温度的影响，只不过变化的多少不同，

通常我们用热膨胀系数来衡量变化的程度，

热膨胀系数是指材料加热时尺寸膨胀的比率，

设α表示线膨胀系数，L为材料初始长度，l为伸长量，t为材料温度变化量：

l=α*L*t

几种常用材料的温度的膨胀系数近似值如下

料名称 线膨胀系数α，(μm/℃)

一般铸铁 9.2~11.8

一般碳钢 10~13

铁 12~12.5

铜 18.5

金 14.2

石英玻璃 0.51

PC塑料 50

必力信公司光栅玻璃 5.5

列如我们用普迈公司光栅尺测量1米长的铜变化1度时产生的误差，由上表可

知铜α1=18.5(μm/℃)，普迈公司光栅玻璃α2=5.5(μm/℃)，设误差为w

则w=l1L*t-l2L*t=13μm

当测量误差较大时，有可能是温度的影响，要****测量精度就要****恒温等级，

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光栅尺工作原理

(3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的，所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。

(4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。两光栅尺相对移动一个栅距d，莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W，其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直，万濠光栅尺办事处，且当两光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也随之改变。

根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A，B，C，D，且使这4个窗口两两相距1／4莫尔条纹宽度，即W／4。由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从4个观察窗口A，B，C，D可以得到4个在相位上依次超前或滞后(取决于两光栅尺相对移动的方向)1／4周期(即π／2)的近似于余弦函数的光强度变化过程，用 表示，见图4-9(c)。若采用光敏元件来检测，光敏元件把透过观察窗口的光强度变化 转换成相应的电压信号，设为 。根据这4个电压信号，可以检测出光栅尺的相对移动。