一、光柵尺的組成結構

光柵尺是由(you)標(biao)(biao)尺光(guang)柵和光(guang)柵讀數頭兩部(bu)(bu)分組成，標(biao)(biao)尺光(guang)柵一(yi)般固定在機床(chuang)活動部(bu)(bu)件上，光(guang)柵讀數頭裝(zhuang)在機床(chuang)固定部(bu)(bu)件上，指示光(guang)柵裝(zhuang)在光(guang)柵讀數頭中。

光柵(zha)檢(jian)測裝置的關鍵部分是光柵(zha)讀(du)(du)(du)數頭，它由光源(yuan)、會聚透鏡、指示光柵(zha)、光電元件及調(diao)整機構等組成。光柵(zha)讀(du)(du)(du)數頭結構形式(shi)很多，根據讀(du)(du)(du)數頭結構特(te)點和使(shi)用(yong)場合(he)分為直接(jie)接(jie)收式(shi)讀(du)(du)(du)數頭（或稱硅光電池(chi)讀(du)(du)(du)數頭、鏡像式(shi)讀(du)(du)(du)數頭、分光鏡式(shi)讀(du)(du)(du)數頭、金屬光柵(zha)反射式(shi)讀(du)(du)(du)數頭）。

二、光柵尺的工作原理

常見光柵尺的(de)(de)(de)(de)工作原理都是根據物(wu)理上(shang)莫爾(er)條紋的(de)(de)(de)(de)形(xing)成原理進行(xing)工作的(de)(de)(de)(de)。當使指示光(guang)柵上(shang)的(de)(de)(de)(de)線紋與標(biao)尺(chi)(chi)(chi)光(guang)柵上(shang)的(de)(de)(de)(de)線紋成一角度來(lai)放(fang)置兩(liang)光(guang)柵尺(chi)(chi)(chi)時，必然會造成兩(liang)光(guang)柵尺(chi)(chi)(chi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)線紋互相交(jiao)義。在光(guang)源的(de)(de)(de)(de)照(zhao)射下，交(jiao)叉點近旁的(de)(de)(de)(de)小區(qu)(qu)域(yu)(yu)內(nei)由于黑(hei)色線紋重(zhong)疊，因而遮(zhe)光(guang)面積最小，擋光(guang)效應最弱(ruo)，光(guang)的(de)(de)(de)(de)累(lei)積作用(yong)使得這(zhe)個區(qu)(qu)域(yu)(yu)出(chu)現(xian)亮帶(dai)。相反，距交(jiao)叉點較(jiao)遠的(de)(de)(de)(de)區(qu)(qu)域(yu)(yu)，因兩(liang)光(guang)柵尺(chi)(chi)(chi)不透(tou)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)黑(hei)色線紋的(de)(de)(de)(de)重(zhong)疊部分變得越(yue)來(lai)越(yue)少(shao)，不透(tou)明(ming)(ming)區(qu)(qu)域(yu)(yu)面積逐漸變大(da)(da)，即遮(zhe)光(guang)面積逐漸變大(da)(da)，使得擋光(guang)效應變強(qiang)，只有(you)較(jiao)少(shao)的(de)(de)(de)(de)光(guang)線能通過這(zhe)個區(qu)(qu)域(yu)(yu)透(tou)過光(guang)柵，使這(zhe)個區(qu)(qu)域(yu)(yu)出(chu)現(xian)暗帶(dai)。這(zhe)些與光(guang)柵線紋幾乎垂直，相間出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)亮、暗帶(dai)就是莫爾(er)條紋。莫爾(er)條紋具有(you)以下性質：

1、當用(yong)平行光(guang)束照射光(guang)柵時，透過莫爾條紋的光(guang)強度分(fen)布近似(si)于(yu)余(yu)弦函數。

2、若用W表示莫爾(er)條(tiao)紋的(de)寬(kuan)度，d表示光(guang)(guang)柵的(de)柵距，θ表示兩光(guang)(guang)柵尺線紋的(de)夾角，則它們之間的(de)幾何關系為W-d/sin當角很小時，上式可近似(si)寫W=d/θ。

若(ruo)取d=0.01mm，θ=0.01rad，則(ze)由上式可得W=1mm。這(zhe)說明(ming)，無(wu)需復雜(za)的(de)光(guang)學系(xi)統(tong)和電(dian)子(zi)系(xi)統(tong)，利用(yong)光(guang)的(de)干涉現象，就(jiu)能把光(guang)柵(zha)(zha)(zha)的(de)柵(zha)(zha)(zha)距轉(zhuan)換成放(fang)大(da)100倍(bei)的(de)莫爾條紋(wen)的(de)寬度。這(zhe)種放(fang)大(da)作用(yong)是(shi)光(guang)柵(zha)(zha)(zha)的(de)一個重要(yao)特點。

3、由于莫爾條(tiao)紋是由若干條(tiao)光柵(zha)線紋共同干涉形(xing)成(cheng)的，所以(yi)莫爾條(tiao)紋對光柵(zha)個別線紋之間的柵(zha)距誤(wu)差具有(you)平(ping)均效應，能消除光柵(zha)柵(zha)距不(bu)均勻所造成(cheng)的影響(xiang)。

4、莫爾條(tiao)(tiao)紋的移(yi)(yi)動(dong)與兩(liang)(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)之間(jian)的相(xiang)對(dui)移(yi)(yi)動(dong)相(xiang)對(dui)應。兩(liang)(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)相(xiang)對(dui)移(yi)(yi)動(dong)一個柵(zha)距d，莫爾條(tiao)(tiao)紋便相(xiang)應移(yi)(yi)動(dong)一個莫爾條(tiao)(tiao)紋寬度W，其方(fang)向(xiang)與兩(liang)(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)相(xiang)對(dui)移(yi)(yi)動(dong)的方(fang)向(xiang)垂直，且當兩(liang)(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)相(xiang)對(dui)移(yi)(yi)動(dong)的方(fang)向(xiang)改變時(shi)，莫爾條(tiao)(tiao)紋移(yi)(yi)動(dong)的方(fang)向(xiang)也隨之改變。