光柵尺的實(shí)質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對位移量進(jìn)行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴，且制造困難。為了系統(tǒng)分辨率，需要對莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分，目前（2006年）光柵尺位移傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵尺刻線大致垂直的方向上就會產(chǎn)生莫爾條紋，隨著光柵尺的移動，莫爾條紋也隨下移動。這樣就把對光柵尺柵距的測量轉(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量。 　　在一個莫爾條紋寬度內(nèi)，按照間隔放置4個光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計數(shù)脈沖，這在工業(yè)普通測控中已了很高。由于位移是一個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數(shù)脈沖，需對這兩路信號進(jìn)行整形，先把它們整形為占空比為1：1的方波。然后，通過對方波的相位進(jìn)行判別比較，就可以得到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進(jìn)行計數(shù)，可以得到光柵尺的位移和速度。

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(dú)使用光柵尺作為反饋裝置使用

光柵尺在現(xiàn)業(yè)的貢獻(xiàn)是大的，不將現(xiàn)在加工進(jìn)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(jī)床上，例如：銑床、磨床、車床、線切割、電火花等機(jī)床上都可以安裝光柵尺，光柵尺工作環(huán)境要求相對來說不是很苛刻，光柵尺對操作者的使用來說也十分簡單。

光柵尺是以高光柵尺作為檢測元件底精密測量裝置。與數(shù)顯表配套，組成高數(shù)字化測量儀器?？梢源鏅C(jī)械式千分表、扭簧比較儀、深度尺、電感測微儀和精密量塊，配以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換器，可將溫度、壓力、硬度、重量等參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。用于自動化大生產(chǎn)中在線檢測以及精密儀器的位置檢測。光柵尺特點(diǎn)是測量值數(shù)字化顯示，精密高，穩(wěn)定，讀數(shù)直觀準(zhǔn)確。亦可把測量數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)打印出測量數(shù)據(jù)或繪出曲線。

光柵尺安裝為方便，讀數(shù)頭用精密軸承沿標(biāo)尺定向，自由移動時通過拉桿連接，能準(zhǔn)確計量?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端推拉讀數(shù)頭準(zhǔn)確計量，適用于讀數(shù)頭無法直接固定的場合。
TTL、EIA-422信號集電開路輸出，方便與可編程控制器接口。
光柵尺分為敞開式和封閉式兩類。其中敞開式為高型，主要用于精密儀器的數(shù)字化改造，分辨率可達(dá)0.1um。封閉式則主要用于普通機(jī)床、儀器的數(shù)字化改造，輸出波形為方波，按外形分類可分為小型尺、標(biāo)準(zhǔn)尺、大型尺三類，其中大型尺長可做到3100mm，長尺可做到3100mm-15000mm(擁有接長技術(shù))；此外根據(jù)用戶需求，可提供各種安裝附件以方便系統(tǒng)安裝。

光柵尺特點(diǎn)：
1、 的電子技術(shù)及個性化設(shè)計；
2、 計數(shù)響應(yīng)速度快，功能多；
3、 直接在數(shù)顯表上進(jìn)行正弦、余弦、正切函數(shù)等函數(shù)計算；
4、 可以在X和Y方向進(jìn)行自動刀具補(bǔ)償；
5、 堅固耐用的合金外殼，不易刮傷，且美觀大方；
6、 電源和信號干擾能力強(qiáng)；
7、 優(yōu)質(zhì)耐用的按鍵面板，且更換簡單、方便。

光柵尺安裝事項
1、光柵尺位移傳感器安裝基面

　　安裝線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(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對運(yùn)動的兩個部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)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?；笞龅剑孩賾?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±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。

　　2、光柵尺位移傳感器主尺安裝

　　將光柵主尺用M4螺釘上在機(jī)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(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)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(diǎn)：

　?。?/span>1） 在裝光柵尺主尺時，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(diǎn)（或幾點(diǎn)）。

　?。?/span>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。

　　3、位移傳感器讀數(shù)頭的安裝

　　在安裝讀數(shù)頭時，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)。

　　4、光柵尺位移傳感器限位裝置

　　光柵尺線位移傳感器安裝完以后，要在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，以免機(jī)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(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。

　　5、光柵尺位移傳感器檢查

　　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(jī)床上選取一個參考位置，來回移動工作點(diǎn)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，光柵傳感器的安裝就完成了。但對于一般的機(jī)床加工環(huán)境來講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，光柵傳感器應(yīng)附帶加裝護(hù)罩，護(hù)罩的設(shè)計是按照光柵傳感器的外形截面放大留的空間尺寸確定，護(hù)罩通常采用橡皮密封，使其具備的水油能力。

　　三、光柵尺位移傳感器使用注意事項

　?。?/span>1）光柵尺傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。

　?。?/span>2）盡可能外加保護(hù)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(jìn)入光柵傳感器殼體內(nèi)部。

　　（3）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動。

　?。?/span>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。

　?。?/span>5） 為光柵尺傳感器使用的性，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。

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

　　（7） 不要自行拆柵傳感器，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。

　?。?/span>8） 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。

　　（9） 光柵傳感器應(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。

常見故障現(xiàn)象及判斷方法
     1、接電源后數(shù)顯表無顯示
     （1）檢查電源線是否斷線，插頭接觸是否良好。
     （2）數(shù)顯表電源保險絲是否熔斷。
     （3）供電電壓是否合要求。
     2、數(shù)顯表不計數(shù)
     （1）將傳感器插頭換至另一臺數(shù)顯表，若傳感器能正常工作說明原數(shù)顯表有問題。
     （2）檢查傳感器電纜有無斷線、破損。
     3、數(shù)顯表間斷計數(shù)
     （1）檢查光學(xué)尺安裝是否正確，光學(xué)尺固定螺釘是否松動，光學(xué)尺是否被污染。
     （2）插頭與插座是否接觸良好。
     （3）光學(xué)尺移動時是否與其他部件刮碰、摩擦。
     （4）檢查機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動副是否過低，造成光柵工作間隙變化。
     4、數(shù)顯表顯示報警
     （1）沒有接光學(xué)尺
     （2）光學(xué)尺被污染。
     5、光學(xué)尺移動后只有末位顯示器閃爍
     （1）A或B相無信號或不正常只有一相信號。
     （2）有一路信號線不通。
     （3）光敏三管損壞
     6、移動光柵傳感器只有一個方向計數(shù)，而另一個方向不計數(shù)（即單方向計數(shù)）
     （1）光柵傳感器A、B信號輸出短路.
     （2）光柵傳感器A、B信號移相不正確。
     （3）數(shù)顯表有故障。
     7、讀數(shù)頭移動發(fā)出吱吱聲或移動困難
     （1）密封膠條有裂口。
     （2）指示光柵脫落，標(biāo)尺光柵嚴(yán)重接觸摩擦。
     （3）下滑體滾珠脫落。
     （4）上滑體嚴(yán)重變形。
     8、新光柵傳感器安裝后，其顯示值不準(zhǔn)
     （1）安裝基面不合要求。
     （2）光學(xué)尺尺體和讀數(shù)頭安裝不合要求。
     （3）嚴(yán)重碰撞使光柵副位置變化。

光柵尺的用途：
在精密機(jī)械加工行業(yè)和精密位移測量時常采用光柵尺做為測量傳感器，其后直接接入二次儀表，或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位移測量。測量的主要有傳感器決定。隨著電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，光柵尺在位移測量系統(tǒng)將得到更廣泛應(yīng)用，并逐步向智能化方向轉(zhuǎn)化。該測量系統(tǒng)采用光柵移動產(chǎn)生的己倍頻細(xì)分及數(shù)字化的輸出訊號與電子電路相結(jié)合來完成對位移量的自動測量，它具有判別光柵移動方向、預(yù)置初值、實(shí)現(xiàn)自動定位控制及過限報警、自檢和掉電保護(hù)以及誤差修正等功能。該產(chǎn)品已形成多種系列，品種，制作精巧，技術(shù)精良，可供不同規(guī)格的各類機(jī)床、儀器數(shù)字化改造選用，量程從30毫米至3米，幾乎覆蓋金屬切削機(jī)床的行程。還可根據(jù)用戶的需要進(jìn)行制作。

光柵尺基本原理

光柵尺的工作原理，是由一對光柵副中的主光柵（即標(biāo)尺光柵）和副光柵（即指示光柵）進(jìn)行相對位移時，在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間（或明暗相間）的規(guī)則條紋圖形，稱之為莫爾條紋。經(jīng)過光電器件轉(zhuǎn)換使黑白（或明暗）相同的條紋轉(zhuǎn)換成正弦波變化的電信號，再經(jīng)過放大器放大，整形電路整形后，得到兩路相差為90o的正弦波或方波，送入光柵數(shù)顯表計數(shù)顯示。光柵尺的傳感頭分為下滑體和讀數(shù)頭兩部分。下滑體上固定有五個定位的微型滾動軸承沿導(dǎo)軌運(yùn)動，運(yùn)動中指示光柵與主柵尺之間保持準(zhǔn)確夾角和正確的間隙。讀數(shù)頭內(nèi)裝有前置放大和整形電路。讀數(shù)頭與下滑體之間采用剛?cè)峤Y(jié)合的聯(lián)接方式，既了很高的性，又有很好的靈。讀數(shù)頭帶有兩個聯(lián)接孔，主光柵尺體兩端帶有安裝孔，將其分別安裝在兩個相對運(yùn)動的兩個部件上，實(shí)現(xiàn)主光柵尺與指示光柵之間的運(yùn)動進(jìn)行線性測量。