一、光柵尺的組成結構

光柵尺是由標尺光(guang)(guang)(guang)柵和光(guang)(guang)(guang)柵讀數(shu)(shu)頭兩部分(fen)組成(cheng)，標尺光(guang)(guang)(guang)柵一般固定在機床活(huo)動部件(jian)上，光(guang)(guang)(guang)柵讀數(shu)(shu)頭裝(zhuang)(zhuang)在機床固定部件(jian)上，指示光(guang)(guang)(guang)柵裝(zhuang)(zhuang)在光(guang)(guang)(guang)柵讀數(shu)(shu)頭中。

光(guang)(guang)(guang)柵(zha)檢測裝(zhuang)置的(de)關鍵部(bu)分是光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)，它(ta)由光(guang)(guang)(guang)源、會聚透鏡(jing)、指示光(guang)(guang)(guang)柵(zha)、光(guang)(guang)(guang)電元件及調整(zheng)機構等組成。光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)結(jie)構形(xing)式(shi)很多，根據讀(du)(du)數(shu)頭(tou)結(jie)構特(te)點和使用場合分為直接(jie)接(jie)收(shou)式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)（或稱(cheng)硅光(guang)(guang)(guang)電池(chi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)、鏡(jing)像(xiang)式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)、分光(guang)(guang)(guang)鏡(jing)式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)、金屬光(guang)(guang)(guang)柵(zha)反射式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)）。

二、光柵尺的工作原理

常見光柵尺的(de)(de)(de)工作原(yuan)理(li)都(dou)是根據物理(li)上(shang)莫爾(er)條紋(wen)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)原(yuan)理(li)進行工作的(de)(de)(de)。當使(shi)指示光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)上(shang)的(de)(de)(de)線(xian)紋(wen)與(yu)標尺(chi)(chi)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)上(shang)的(de)(de)(de)線(xian)紋(wen)成(cheng)(cheng)一角度(du)來放置兩(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)時，必然會造成(cheng)(cheng)兩(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)上(shang)的(de)(de)(de)線(xian)紋(wen)互相(xiang)交義。在光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)(de)照射下，交叉(cha)點近(jin)旁的(de)(de)(de)小區域(yu)內由于(yu)黑色線(xian)紋(wen)重(zhong)疊，因而(er)遮光(guang)(guang)(guang)(guang)面(mian)積(ji)最小，擋光(guang)(guang)(guang)(guang)效應(ying)(ying)最弱，光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)累積(ji)作用使(shi)得這個區域(yu)出現(xian)亮(liang)帶。相(xiang)反，距交叉(cha)點較(jiao)遠的(de)(de)(de)區域(yu)，因兩(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)不(bu)透明(ming)的(de)(de)(de)黑色線(xian)紋(wen)的(de)(de)(de)重(zhong)疊部分變得越(yue)來越(yue)少(shao)，不(bu)透明(ming)區域(yu)面(mian)積(ji)逐漸變大，即遮光(guang)(guang)(guang)(guang)面(mian)積(ji)逐漸變大，使(shi)得擋光(guang)(guang)(guang)(guang)效應(ying)(ying)變強，只有較(jiao)少(shao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)能通過這個區域(yu)透過光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)，使(shi)這個區域(yu)出現(xian)暗(an)(an)帶。這些與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)線(xian)紋(wen)幾(ji)乎垂直，相(xiang)間出現(xian)的(de)(de)(de)亮(liang)、暗(an)(an)帶就(jiu)是莫爾(er)條紋(wen)。莫爾(er)條紋(wen)具有以下性質：

1、當用平(ping)行光(guang)束照射光(guang)柵時，透過莫爾(er)條紋的光(guang)強(qiang)度分布(bu)近似(si)于余(yu)弦函(han)數。

2、若用(yong)W表(biao)示(shi)莫爾條紋(wen)(wen)的(de)寬度，d表(biao)示(shi)光柵(zha)的(de)柵(zha)距(ju)，θ表(biao)示(shi)兩(liang)光柵(zha)尺線(xian)紋(wen)(wen)的(de)夾角，則它們之間的(de)幾何關系為W-d/sin當角很(hen)小時，上(shang)式可近似寫W=d/θ。

若(ruo)取d=0.01mm，θ=0.01rad，則(ze)由上式可得W=1mm。這說明(ming)，無需復雜的(de)(de)光學(xue)系(xi)統和電子系(xi)統，利用(yong)光的(de)(de)干涉現象，就能把光柵(zha)的(de)(de)柵(zha)距轉換成放(fang)大100倍(bei)的(de)(de)莫爾(er)條(tiao)紋的(de)(de)寬度。這種放(fang)大作用(yong)是光柵(zha)的(de)(de)一(yi)個重(zhong)要特點(dian)。

3、由(you)于(yu)莫爾(er)條紋是由(you)若(ruo)干(gan)條光柵線紋共(gong)同干(gan)涉形成(cheng)的，所以莫爾(er)條紋對光柵個別線紋之(zhi)間的柵距(ju)誤差具有平均效應，能消(xiao)除光柵柵距(ju)不均勻(yun)所造成(cheng)的影響。

4、莫(mo)(mo)爾(er)條紋(wen)的移(yi)動(dong)(dong)與兩光柵尺之間的相(xiang)對移(yi)動(dong)(dong)相(xiang)對應。兩光柵尺相(xiang)對移(yi)動(dong)(dong)一(yi)個柵距d，莫(mo)(mo)爾(er)條紋(wen)便(bian)相(xiang)應移(yi)動(dong)(dong)一(yi)個莫(mo)(mo)爾(er)條紋(wen)寬度W，其方向與兩光柵尺相(xiang)對移(yi)動(dong)(dong)的方向垂直(zhi)，且當(dang)兩光柵尺相(xiang)對移(yi)動(dong)(dong)的方向改變時，莫(mo)(mo)爾(er)條紋(wen)移(yi)動(dong)(dong)的方向也隨之改變。