光栅传感器的工作原理是什么？

光纤光栅传感器是利用光纤中的光敏性制成的。所谓光纤中的光敏性是指激光通过掺杂光纤时，光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应变化的特性。而在纤芯内形成的空间相位光栅，其实质就是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件，它们都具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能。

一般的对于光栅 传感器 来说，它是一种利用光栅叠栅的条纹原理，对其进行测量位置移动的传感器类型。相对于光栅的定义，我们具体的可以解释成在长条形光学玻璃上进行密集相同距离的平行刻线，具体的密度可以达到每毫米出现10到100个线。

一般来说，光栅发出的叠格栅条纹在一定程度上具有光学放大效应和平均误差效应。正是由于这一特性，它具有提高测量精度的效果。从这种类型的传感器中，我们可以了解到它的结构是这样的。它由尺子、指示光栅、光路和测量系统组成。它的基本原理是这样的。当指示光栅缓慢移动时，传感器的标尺光栅会产生叠格栅条纹。这种叠格栅条纹的特点是按照正弦规律分布，这些条纹会呈现明暗相间。此外，光栅的运动速度决定了条纹的运动，这将反映在光电元件上。此外，一系列电脉冲信号将在光栅传感器的输出端获得。然后，放大和整形手术后，它将直接显示测量的位移值。一般来说，我们知道传感器有两种光路形式，包括透射光栅。这种光栅的格栅线出现在工业玻璃等透明材料上;还有反射光栅。这种光栅的格栅线出现在金属上，如不锈钢，可以强烈反射。对于光栅传感器来说，它最大的优点是它的大范围和高精度。在应用中，我们了解到这种传感器广泛应用于程序控制、数控机床和三坐标测量机构。对静态整圆角位移和线性位移的测量有很好的效果。此外，机械振动和变形测量的应用也相当出色。

在光纤传感器领域，光纤光栅传感器的应用前景十分广阔。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、尺寸小(标准裸光纤为125um)、重量轻、耐温性好(工作温度上限可达400℃～600℃)、复用能力强、传输距离远(传感器到解调端可达几公里)、耐腐蚀、高灵敏度、无源器件、易形变等优点，早在1988年就成功地应用在航空、航天领域中作为有效的无损检测当中，同时光纤光栅传感器还可应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿等各个领域，以及在土木工程领域中(如建筑物、桥梁、水坝、管线、隧道、容器、高速公路、机场跑道等)的混凝土组件和结构中测定结构的完整性和内部应变状态，从而建立灵巧结构，并进一步实现智能建筑。

对于光栅传感器来说，它的最有优势的地方就在于它的大量程还有高精度。在应用上，我们了解到的是，这类传感器很广泛的应用在程控以及数控机 床 ，还有三坐标测量的机构上。对于静动态整圆角位移以及直线位移的测量能起到很好的效果。此外对于机械振动以及变形测量等方面的应用，也是相当出色的。

光栅传感器的内部由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件这几个部分组成，传感器工作原理：

1. 光源：半导体发光器件，如砷化镓发光二级光，所发光的峰值波长与硅光敏三极管的峰值波长接近，因此有很高的转换效率和相应速度。

2. 主光栅和指示光栅：两者栅线间会错开一个很小的夹角，以便于得到莫尔条纹。一般主光栅是活动的，其长度取决于测量光围。指示光栅相对于光电器件而固定。

3. 通光孔：通光孔是发光体与受光体的通路，其长度由受光体的排列长度决定，宽度由受光体的大小决定。

4. 受光元件：受光元件是用来感知主光栅在移动时产生的莫尔条纹的移动，从而测量位移动。

通过上面的理解，我们可以看到光栅传感器的巧妙原理。我们利用这样的一个等量关系就可以轻易的测量出电场物理量。此外还可以轻易的实现应力与温度的测量。因此我们不得不说，随着这项技术的不断发展，我们的相应的测量技术也会逐渐的提高。