光栅尺是什么
光栅尺，也称为光栅尺位移传感器或光栅尺传感器，是经过运用光栅的光学原理作业的丈量反应设备。光栅尺常常应用于数控机床的闭环伺服体系中，可用作直线位移或许角位移的检测。
其丈量输出的信号为数字脉冲，具有检测规模大，检测精度高，呼应速度快的特色。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来调查和盯梢走刀差错，以起到一个补偿刀具的运动差错的效果。
光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。光栅检测设备结构光栅检测设备的要害部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整组织等组成。
光栅读数头结构方式许多，依据读数头结构特色和运用场合分为直接接纳式读数头。
光栅尺的作业原理
莫尔条纹以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间构成一个小视点θ，而且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，坐落简直笔直的栅纹上，构成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” （右图所示）。
严格地说，莫尔条纹摆放的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相笔直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表明。
W=ω /2* sin（θ /2）=ω /θ 。
莫尔条纹具有以下特征：
（1）莫尔条纹的改变规则两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。因为光的衍射与干与效果，莫尔条纹的改变规则近似正（余）弦函数，改变周期数与光栅相对位移的栅距数同步。
（2）扩大效果在两光栅栅线夹角较小的情况下，莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列联系。式中，θ的单位为rad，W的单位为mm。因为倾角很小，sinθ很小，则W=ω /θ若ω =0．01mm，θ=0.01rad，则上式可得W=1，即光栅扩大了100倍。
（3）均化差错效果莫尔条纹是由若干光栅条纹共用构成，例如每毫米100线的光栅，10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹，这样栅距之间的相邻差错就被均匀化了，消除了因为栅距不均匀、开裂等形成的差错。
电子细分与判向法
光栅丈量位移的本质是以光栅栅距为一把规范尺子对位称量进行丈量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制作困难。为了进步体系分辨率，需求对莫尔条纹进行细分，现在（2006年）光栅尺传感器体系多选用电子细分办法。当两块光栅以细小倾角堆叠时，在与光栅刻线大致笔直的方向上就会发生莫尔条纹，跟着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的丈量转换为对莫尔条纹个数的丈量。
在一个莫尔条纹宽度内，依照必定距离放置4个光电器材就能完成电子细分与判向功用。例如，栅线为50线对/mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若选用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业一般测控中已达到了很高精度。因为位移是一个矢量，即要检测其巨细，又要检测其方向，因而至少需求两路相位不同的光电信号。
为了消除共模搅扰、直流重量和偶次谐波，一般选用由低漂移运放构成的差分扩大器。由4个光敏器材取得的4路光电信号别离送到2只差分扩大器输入端，从差分扩大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波。然后，经过对方波的相位进行判别比较，就能够比及光栅尺的移动方向。经过对方波脉冲进行计数，能够比及光栅尺的位移和速度。
