光柵尺位移傳感器，也稱光柵尺、光柵尺傳感器，是利用莫爾條紋的光學(xué)原理，對物體位置移動的測量反饋裝置。通過檢測莫爾條紋個數(shù)，來“讀取”光柵刻度，然后再根據(jù)驅(qū)動電路的作用，計算出物體的位移和速度。光柵尺位移傳感器的工作原理、分類及應(yīng)用

（莫爾條紋原理：是兩條線或兩個物體之間，以恒定的角度和頻率發(fā)生干涉的視覺結(jié)果。當(dāng)人眼無法分辨這兩條線或兩個物體時，只能看到干涉的花紋，這種光學(xué)現(xiàn)象中的花紋就是莫爾條紋。）

莫爾條紋應(yīng)用*廣泛的領(lǐng)域是光柵位移測量，根據(jù)莫爾條紋原理可以實現(xiàn)直線位移和角位移的靜態(tài)、動態(tài)測量，基于莫爾條紋數(shù)量與位移的關(guān)系實現(xiàn)精密位移測量，能夠滿足接觸、非接觸、小量程、大量程、一維、多維等各種需求的測量與控制反饋，廣泛應(yīng)用在程控、數(shù)控機(jī)床和三坐標(biāo)測量機(jī)、精密測量與定位、超精密加工、微電子IC制造、地震預(yù)測、質(zhì)量檢測、納米材料、機(jī)器人、微機(jī)電系統(tǒng)MEMS(Microelectro Mechanical Systems)、振動檢測等眾多領(lǐng)域。光柵尺位移傳感器的工作原理、分類及應(yīng)用

一、光柵尺位移傳感器的分類光柵尺位移傳感器的工作原理、分類及應(yīng)用

光柵尺位移傳感器按照制造方法和光學(xué)原理的不同，分為透射光柵、反射光柵兩大類。
1、透射光柵
指光源與接收裝置分別放置在光柵尺的兩側(cè)，通過接收光柵尺透過來的衍射光變化來反應(yīng)位置變化。比較通用的是玻璃光柵。.

2、反射光柵
指光源與接收裝置安裝在光柵尺的同一側(cè)，通過接收光柵尺反射回來的衍射光變化來反應(yīng)位置變化。比較通用的有鋼帶光柵和玻璃光柵。.光柵尺位移傳感器的工作原理、分類及應(yīng)用

二、光柵尺位移傳感器的結(jié)構(gòu)
光柵尺位移傳感器是由標(biāo)尺光柵、光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。光柵尺位移傳感器的結(jié)構(gòu)圖如下：

三、光柵尺位移傳感器的光柵檢測
光柵檢測裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點和使用場合，分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭。

四、光柵尺位移傳感器的工作原理
當(dāng)指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一角度，來放置兩光柵尺時，必然會造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積*小，擋光效應(yīng)*弱，光的累積作用使得這個區(qū)域出現(xiàn)亮帶。
相反，距交叉點較遠(yuǎn)的區(qū)域，因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來越少，不透明區(qū)域面積逐漸變大，即遮光面積逐漸變大，使得擋光效應(yīng)變強(qiáng)，只有較少的光線能通過這個區(qū)域透過光柵，使這個區(qū)域出現(xiàn)暗帶，從而便形成了我們所見到的爾條紋。光柵尺位移傳感器的工作原理、分類及應(yīng)用

五、莫爾條紋
以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為"莫爾條紋" 。嚴(yán)格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中，兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離，稱為莫爾條紋的寬度，以W表示：W=ω/2* sin（θ/2）=ω/θ。

六、光柵尺位移傳感器的安裝
光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。
1、光柵尺線位移傳感器的安裝基面
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，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達(dá)到這個要求，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（*好基座長出光柵尺50mm左右）。
(2)該基座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行度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，達(dá)到讀數(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、光柵尺線位移傳感器的主尺安裝
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M(jìn)4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，如安裝超過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，*好用一個卡子卡住尺身中點（或幾點）。
(3)不能安裝卡子時，*好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。
3、光柵尺線位移傳感器讀數(shù)頭的安裝
在安裝讀數(shù)頭時，首先應(yīng)保證讀數(shù)頭的基面達(dá)到安裝要求，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保證在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、光柵尺線位移傳感器的限位裝置
光柵線位移傳感器全部安裝完以后，一定要在機(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)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
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。