光柵尺位移傳感器（簡稱光柵尺），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于機床與現(xiàn)在加工中心以及測量儀器等方面，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測高，響應(yīng)速度快的特點。例如，在數(shù)控機床中常用于對刀具和工件的坐標(biāo)進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償?shù)毒叩倪\動誤差的作用

概述

　　光柵尺在現(xiàn)業(yè)的貢獻也是大的，不將現(xiàn)在加工進一步完善，更重要的是了現(xiàn)在加工時的工作效率。在現(xiàn)在中國加工業(yè)、制造業(yè)越來越成熟，對加工的越來越高的時候，在各種機床上，例如：銑床、磨床、車床、線切割、電火花等機床上都可以安裝光柵尺，其工作環(huán)境要求相對來說不是很苛刻，對操作者的使用來說也十分簡單。

　　在這里需要說明的是，光柵尺只是一個反應(yīng)裝置，它可以將位移量和位移方向通過信號輸出的方式反饋出來，但它不能直接顯示出來，它還需要一個顯示裝置，我們簡稱它為數(shù)顯顯示箱，也稱數(shù)顯表。只有當(dāng)光柵尺和數(shù)顯表連接在一起的時候，才能正常的將數(shù)值反應(yīng)給每一位操作者，因而，我們對于光柵尺的使用上面，還是要多了解，如果不是很的人員，需要知道一些性的知識，才能單獨使用光柵尺作為反饋裝置使用。

裝置結(jié)構(gòu)

　　光柵尺位移傳感器是有標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機床活動部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。  

工作原理

1、光柵測量

滾動式光柵線位移傳感器由鋁型材、光柵尺、安裝端蓋、讀數(shù)頭和信號電纜（帶插頭）等部分組成。光柵尺（標(biāo)尺）固定在鋁型材殼體中，安裝端蓋分別固定在殼體的兩端，組成以光柵為基準(zhǔn)的測量體。讀數(shù)頭由四裂相指示光柵、光源板、接收板、整形（匹配）板和電纜組成。指示光柵座的側(cè)面裝有三只滾珠軸承，指示光柵和光柵的間隙由其定位。指示光柵座的上部裝有二只滾軸承。當(dāng)讀數(shù)頭和光柵作相對運動時，指示光柵座貼在光柵的刻劃面和頂部，裝在指示光柵兩側(cè)的光源和接收板，分別作為光源和光閘莫爾條紋的接收。該光電信號經(jīng)數(shù)顯箱處理為位移數(shù)字。這樣就完成了光柵對線位移的測量。為便于數(shù)顯表（箱）的處理，在傳感器中，還把莫爾條紋的光電信號經(jīng)整形（匹配）處理后再由信號電纜輸入。

簡而言之，滾動式光柵線位移式傳感器是由裝有光柵尺的殼體和帶有信號電纜的讀數(shù)頭二部分組成。

2、光電轉(zhuǎn)換

滾動式光柵線位移傳感器采用四裂相指示光柵，因此有四組發(fā)光、接收系統(tǒng)，位
窗另有的發(fā)光、接收系統(tǒng)，均取紅外二管和光電三管作為發(fā)光、接收器件。

光源由此5VDC經(jīng)限流電阻供給發(fā)光二管。其工作電流恒定，接收信號的穩(wěn)定。

3、窗信號

滾動光柵線位移傳感器帶有一個位（參考）窗。當(dāng)讀數(shù)頭通過標(biāo)尺上此標(biāo)記處時，讀數(shù)頭輸出1個正脈沖，止脈沖（信號）輸入數(shù)顯表（箱），由它來處理，以獲得光柵測量的坐標(biāo)定位，具體功能視數(shù)顯表（箱）而定。

安裝指導(dǎo)

　　光柵尺位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位。

　　一般將主尺安裝在機床的工作臺（滑板）上，隨機床走刀而動，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時，則須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導(dǎo)線不移動易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對機床運動的部件上（如滑板）。

安裝基面

　　安裝光柵尺位移傳感器時，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導(dǎo)軌運動的方向平行度。千分表固定在床身上，移動工作臺，要求平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能這個要求，則需設(shè)計加工一件光柵尺基座。

　　基座要求做到：(1)應(yīng)加一根與光柵尺尺身長度相等的基座（基座長出光柵尺50mm左右）。(2)該基座通過銑、磨工序加工，其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi)。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于&plun;0.2mm。安裝時，調(diào)整讀數(shù)頭位置，讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。

主尺安裝

　　將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動工作臺（主尺與工作臺同時移動）。用千分表測量主尺平面與機床導(dǎo)軌運動方向的平行度，調(diào)整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時，把M2螺釘徹底上緊。

　　在安裝光柵主尺時，應(yīng)注意如下三點：

　　(1) 在裝主尺時，如安裝過1.5M以上的光柵時，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后，用一個卡子卡住尺身中點（或幾點）。(3)不能安裝卡子時，用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

讀數(shù)頭安裝

　　在安裝讀數(shù)頭時，如果發(fā)現(xiàn)安裝條件的有限，可以考慮使用附件，如角鋁、直板，先應(yīng)讀數(shù)頭的基面安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。后調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度在0.1mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內(nèi)。安裝完畢后，可以用大拇指接觸讀數(shù)頭與光柵尺尺身表面是否平滑、平整。

限位裝置

　　光柵線位移傳感器安裝完以后，要在機床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，以免機床加工產(chǎn)品移動時讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購光柵線位移傳感器時，應(yīng)盡量選用出機床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。

傳感器檢查

　　光柵線位移傳感器安裝完畢后，可接通數(shù)顯表，移動工作臺，觀察數(shù)顯表計數(shù)是否正常。

　　在機床上選取一個參考位置，來回移動工作點至該選取的位置。數(shù)顯表讀數(shù)應(yīng)相同（或回）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數(shù)顯表同時調(diào)至（或記憶起始數(shù)據(jù)），往返多次后回到初始位置，觀察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否一致。

　　通過以上工作，光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對于一般的機床加工環(huán)境來講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，傳感器應(yīng)附帶加裝護罩，護罩的設(shè)計是按照傳感器的外形截面放大留的空間尺寸確定，護罩通常采用橡皮密封，使其具備的水油能力。

注意事項

　　（1）光柵尺位移傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進行。

　　（2）盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴(yán)格任何異物進入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。

　?。?）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動。

　　（4）為延長塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

　?。?） 為光柵尺位移傳感器使用的性，可每隔時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。

　?。?） 光柵尺位移傳感器嚴(yán)禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺傳感器即失效了。

　?。?） 不要自行拆柵尺位移傳感器，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報廢。

　?。?） 應(yīng)注意油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。

　?。?） 光柵尺位移傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質(zhì)量。