光栅尺的应用解说

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  一、 结构和工作原理

  光栅尺由有标尺光栅（尺体）和读数头两部分组成。尺体装在移动部件上，读数头装在固定部件上。也有人把读数头装在移动部件上（针对尺体移动不方便的状况），丈量效果是一样的，不一样的是信号线移动不方便。

  尺体移动就是一对光栅中的主光栅（标尺光栅）和副光栅（指示光栅）进行相对位移，在光的干涉与衍射共同作用下发生是非相间（或明暗相间）的规则条纹（莫尔条纹）。通过光电器件使是非（或明暗）相同的条纹转换成正弦波改变的电信号，再通过电路的放大和整形后，得到两个相位差90度的正弦波或方波信号A和B。正弦波或方波的周期数与移动间隔成正比。尺体正向移动时，A信号超前B信号90度，尺体反向移动时，A信号滞后B信号90度。有些光栅尺还输出一个Z信号（回零信号）。

  二、 栅距和分辨率

  等距的密布线纹，利用光的透射现象构成光栅，线纹的间距称为栅距。以栅距20um（50线/mm）为例，假定不必其它措施，尺体每移动20um，读数头就输出一个周期信号，输出10个周期信号，表示移动了200um。栅距越小，丈量精度越高，成本越高。在坚持栅距不变的状况下，把输出的周期信号进行4倍细分处理，那么每移动20um，就输出4个周期信号，每个周期信号表示移动5um。厂商就称呼这个光栅尺的分辨率是5um，但这个5um并不是指栅距是5um。如果尺体移动间隔低于20um，不管是多少细分处理，结果是输出0个周期信号。

       文章源自：光栅尺  http://www.jnquhs.com.cn