摘要：延续前期关于磁场式和电场式时栅位移传感器的研究基础，根据时栅传感器的设计思想，提出并分析光场式时栅传感器的测量原理及实现方案。探索性地提出在静态光场下，用时序驱动的光电探测器构成匀速扫描测量方式，实现将被测对象的空间位移测量转换为时间差的测量。为了验证方案的可行性，用多个线阵电荷耦合元件（Charge-coupled device,CCD）构成圆阵列，实现CCD时栅原理样机设计。将相邻CCD输出信号的时间差变化量与匀速扫描的速度值相乘，经过适当的转换便可得到转轴的角位移大小，并可以判断位移的方向。所研制的原理样机，通过与精度为？1？的圆光栅（ROD880）对比测量，在整周范围内，测量误差控制在？6？以内。为光场式时栅的进一步研究，提供了可靠的理论和实践依据。

关键词：光电式传感器 时栅 电荷耦合元件 位移测量 

单位：重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆400044 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程中心 重庆400054 湖南人文科技学院信息科学与工程系 娄底417000