光电元件（计量光栅）

光电元件（计量光栅）

光电元件是计量光栅中光电转换装置的核心组件之一，用于接收莫尔条纹移动时的光强变化，将光信号转换为电信号。

工作原理

主光栅每移动一个栅距W，光强变化一个周期。光电元件接收的光通量变化在一个周期内是理想的“V”形，但由于光栅间隙、衍射、刻线边缘毛糙不平和弯曲等因素，实际输出是一个近似正弦周期信号。

输出信号

光电元件输出的电压近似表示为：u = U₀ + Uₘ sin(π/2 + 2πx/W)

其中U₀和Uₘ分别为输出电压中的平均直流分量和正弦交流分量的幅值，W为光栅栅距，x为光栅位移。输出电压反映了瞬时位移量的大小。

误差平均效应

光电元件接收的是进入其视场的所有光栅刻线的总光能量，是许多光栅刻线共同作用的结果。这使得个别刻线的加工误差、断线等造成的影响大为减小。整体误差Δ = ±δ₀/√n，其中n为光电元件能接收到的光栅刻线条数。