李 超，孔祥飞，陈晓飞，何 方，张 明

(1.沈阳仪表科学研究院，辽宁 沈阳 110043;2.沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110178;3.沈阳航空职业技术学院，辽宁 沈阳 110043)

0 引言

在高压开关机械特性的检测中，位移检测是重要的技术之一。由于高压开关触点位移速度极快，测量时对鉴向的要求比较高。目前国内普遍采用电容、涡流传感器来进行位移测量，它们虽然分辨率高，响应速度也很快，但在现场中易受到电磁干扰的影响。国外已经采用计量光栅、磁栅、容栅系统来测量高速位移，它们具有量程大、分辨率高、响应速度快、抗干扰的特点。为了既要满足能够实现高精度高速位移要求，又要有强的抗干扰能力，文中采用计量光栅作为位移传感器，以DSP为控制核心，可以快速对位移信号作出处理。

1 位移测量方法

1.1 莫尔条纹形成原理

将光栅常数相一致的主光栅和指示光栅相对叠合在一起，令它们的栅线之间保持一个很小的夹角。当光线通过刻线的重合处中的缝隙时就和形成亮带，反之，在两光栅之间刻线的错开处，光线由于被错开的挡光带挡住从而形成暗带。明带与暗带正好形成了莫尔条纹，如图1所示，莫尔条纹的方向与刻线方向近似垂直。若设相邻莫尔条纹的间距是L，则表达式为

式中:W为光栅栅距，θ为两光栅刻线的夹角。

图1 莫尔条纹

1.2 光栅位移传感器测量原理

光栅位移传感器的基本工作原理如图2所示，是利用一块固定的标尺光栅和一块运动的指示光栅。光栅尺主要由标尺光栅和光栅读数头组成。……