一、光柵尺的組成結構

光柵尺是(shi)由標尺(chi)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)和(he)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀數頭(tou)兩部(bu)分(fen)組成，標尺(chi)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)一(yi)般固定在(zai)機床(chuang)活(huo)動部(bu)件(jian)上，光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀數頭(tou)裝在(zai)機床(chuang)固定部(bu)件(jian)上，指(zhi)示光(guang)(guang)(guang)柵(zha)裝在(zai)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀數頭(tou)中(zhong)。

光(guang)柵(zha)(zha)檢測裝置(zhi)的關鍵部分是光(guang)柵(zha)(zha)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)，它由光(guang)源、會聚透鏡(jing)、指示光(guang)柵(zha)(zha)、光(guang)電(dian)(dian)元件及調整(zheng)機構等組成(cheng)。光(guang)柵(zha)(zha)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)結構形式(shi)很多，根(gen)據讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)結構特點和使用(yong)場合分為(wei)直(zhi)接接收式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)（或稱(cheng)硅光(guang)電(dian)(dian)池讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)、鏡(jing)像式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)、分光(guang)鏡(jing)式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)、金屬光(guang)柵(zha)(zha)反(fan)射式(shi)讀(du)(du)數(shu)頭(tou)(tou)）。

二、光柵尺的工作原理

常見光柵尺的(de)(de)(de)工作(zuo)原(yuan)(yuan)理都是根據物理上(shang)莫爾(er)條(tiao)紋(wen)的(de)(de)(de)形成原(yuan)(yuan)理進行工作(zuo)的(de)(de)(de)。當使(shi)(shi)指示光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)上(shang)的(de)(de)(de)線紋(wen)與標尺光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)上(shang)的(de)(de)(de)線紋(wen)成一(yi)角(jiao)度來放(fang)置兩(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺時，必然(ran)會(hui)造成兩(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺上(shang)的(de)(de)(de)線紋(wen)互相(xiang)交(jiao)義。在光(guang)(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)(de)照射下(xia)(xia)，交(jiao)叉點近旁(pang)的(de)(de)(de)小(xiao)區(qu)域內由于黑(hei)色(se)線紋(wen)重疊(die)，因而遮(zhe)光(guang)(guang)(guang)(guang)面積(ji)最(zui)小(xiao)，擋(dang)光(guang)(guang)(guang)(guang)效(xiao)應(ying)最(zui)弱，光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)累(lei)積(ji)作(zuo)用(yong)使(shi)(shi)得(de)這個區(qu)域出現(xian)亮帶。相(xiang)反，距(ju)交(jiao)叉點較遠的(de)(de)(de)區(qu)域，因兩(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺不(bu)透明的(de)(de)(de)黑(hei)色(se)線紋(wen)的(de)(de)(de)重疊(die)部分變得(de)越(yue)來越(yue)少(shao)，不(bu)透明區(qu)域面積(ji)逐漸變大，即(ji)遮(zhe)光(guang)(guang)(guang)(guang)面積(ji)逐漸變大，使(shi)(shi)得(de)擋(dang)光(guang)(guang)(guang)(guang)效(xiao)應(ying)變強，只有較少(shao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)線能通過這個區(qu)域透過光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)，使(shi)(shi)這個區(qu)域出現(xian)暗帶。這些與光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)線紋(wen)幾乎垂直，相(xiang)間出現(xian)的(de)(de)(de)亮、暗帶就(jiu)是莫爾(er)條(tiao)紋(wen)。莫爾(er)條(tiao)紋(wen)具(ju)有以下(xia)(xia)性質：

1、當用平行光束(shu)照射光柵時(shi)，透過莫爾條紋的光強度分布近似于余弦函(han)數。

2、若(ruo)用W表(biao)(biao)示(shi)莫(mo)爾條紋的寬度，d表(biao)(biao)示(shi)光(guang)柵的柵距，θ表(biao)(biao)示(shi)兩光(guang)柵尺線紋的夾角(jiao)，則它(ta)們之間(jian)的幾何關(guan)系為W-d/sin當(dang)角(jiao)很小時，上式可近(jin)似(si)寫W=d/θ。

若取d=0.01mm，θ=0.01rad，則由(you)上式可得W=1mm。這說明，無需復雜的(de)光學系統和電子系統，利用光的(de)干涉(she)現象，就能把光柵(zha)的(de)柵(zha)距轉換成放大100倍的(de)莫爾條(tiao)紋的(de)寬度。這種放大作(zuo)用是光柵(zha)的(de)一個(ge)重要特點。

3、由(you)于莫(mo)爾條紋(wen)(wen)是由(you)若(ruo)干(gan)條光(guang)柵(zha)線紋(wen)(wen)共同(tong)干(gan)涉形成(cheng)的，所以(yi)莫(mo)爾條紋(wen)(wen)對(dui)光(guang)柵(zha)個(ge)別(bie)線紋(wen)(wen)之間(jian)的柵(zha)距(ju)誤差具有平均效應，能消(xiao)除(chu)光(guang)柵(zha)柵(zha)距(ju)不均勻(yun)所造成(cheng)的影響。

4、莫(mo)爾(er)條(tiao)(tiao)紋的(de)(de)移(yi)動(dong)與(yu)兩(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)之間的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)移(yi)動(dong)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)應。兩(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)移(yi)動(dong)一個(ge)柵(zha)距d，莫(mo)爾(er)條(tiao)(tiao)紋便(bian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)應移(yi)動(dong)一個(ge)莫(mo)爾(er)條(tiao)(tiao)紋寬(kuan)度W，其方(fang)向與(yu)兩(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)移(yi)動(dong)的(de)(de)方(fang)向垂直，且當兩(liang)光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)移(yi)動(dong)的(de)(de)方(fang)向改變(bian)時，莫(mo)爾(er)條(tiao)(tiao)紋移(yi)動(dong)的(de)(de)方(fang)向也隨之改變(bian)。