一、光柵尺的組成結構

光柵尺是由(you)標(biao)尺光(guang)(guang)柵(zha)(zha)和光(guang)(guang)柵(zha)(zha)讀數頭(tou)兩部分(fen)組成，標(biao)尺光(guang)(guang)柵(zha)(zha)一般固定(ding)在(zai)機床(chuang)活動部件(jian)上，光(guang)(guang)柵(zha)(zha)讀數頭(tou)裝在(zai)機床(chuang)固定(ding)部件(jian)上，指示光(guang)(guang)柵(zha)(zha)裝在(zai)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)讀數頭(tou)中。

光(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)檢測裝置的關鍵部分是光(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)，它(ta)由光(guang)(guang)源、會聚(ju)透鏡、指(zhi)示光(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)、光(guang)(guang)電元件及調整機構等組(zu)成。光(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)結構形式(shi)很(hen)多，根據讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)結構特(te)點(dian)和使用場(chang)合分為直接(jie)接(jie)收式(shi)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)（或稱硅光(guang)(guang)電池(chi)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)、鏡像(xiang)式(shi)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)、分光(guang)(guang)鏡式(shi)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)、金屬(shu)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)反射式(shi)讀數(shu)(shu)(shu)(shu)頭(tou)）。

二、光柵尺的工作原理

常見光柵尺的(de)(de)(de)工(gong)作原理(li)都是根(gen)據(ju)物理(li)上莫爾條紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)形成原理(li)進(jin)行工(gong)作的(de)(de)(de)。當使(shi)指示光(guang)(guang)柵(zha)上的(de)(de)(de)線(xian)紋(wen)(wen)(wen)與(yu)標尺光(guang)(guang)柵(zha)上的(de)(de)(de)線(xian)紋(wen)(wen)(wen)成一角度來(lai)放置兩光(guang)(guang)柵(zha)尺時，必然會(hui)造成兩光(guang)(guang)柵(zha)尺上的(de)(de)(de)線(xian)紋(wen)(wen)(wen)互相交(jiao)義。在光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)照射(she)下，交(jiao)叉(cha)點近旁的(de)(de)(de)小區(qu)域內由(you)于黑色線(xian)紋(wen)(wen)(wen)重(zhong)疊，因而(er)遮光(guang)(guang)面(mian)積(ji)最小，擋(dang)光(guang)(guang)效應(ying)(ying)最弱，光(guang)(guang)的(de)(de)(de)累積(ji)作用使(shi)得(de)這個(ge)區(qu)域出(chu)現(xian)亮帶(dai)。相反(fan)，距(ju)交(jiao)叉(cha)點較(jiao)遠的(de)(de)(de)區(qu)域，因兩光(guang)(guang)柵(zha)尺不(bu)透(tou)明(ming)的(de)(de)(de)黑色線(xian)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)重(zhong)疊部分變得(de)越(yue)來(lai)越(yue)少，不(bu)透(tou)明(ming)區(qu)域面(mian)積(ji)逐漸(jian)變大，即遮光(guang)(guang)面(mian)積(ji)逐漸(jian)變大，使(shi)得(de)擋(dang)光(guang)(guang)效應(ying)(ying)變強，只有較(jiao)少的(de)(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)能通過這個(ge)區(qu)域透(tou)過光(guang)(guang)柵(zha)，使(shi)這個(ge)區(qu)域出(chu)現(xian)暗(an)帶(dai)。這些與(yu)光(guang)(guang)柵(zha)線(xian)紋(wen)(wen)(wen)幾乎(hu)垂(chui)直，相間出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)亮、暗(an)帶(dai)就是莫爾條紋(wen)(wen)(wen)。莫爾條紋(wen)(wen)(wen)具有以(yi)下性質：

1、當用(yong)平行光束照(zhao)射光柵時，透(tou)過莫爾(er)條紋的光強度分布(bu)近似于余弦函數。

2、若用W表示(shi)莫爾條紋(wen)的寬(kuan)度，d表示(shi)光柵的柵距，θ表示(shi)兩(liang)光柵尺線(xian)紋(wen)的夾角，則它(ta)們之間的幾何關系為W-d/sin當角很小時，上式(shi)可近似寫W=d/θ。

若取d=0.01mm，θ=0.01rad，則(ze)由上式可得W=1mm。這說明，無需復雜的(de)光(guang)學系(xi)統和電子系(xi)統，利用光(guang)的(de)干(gan)涉現象，就能把光(guang)柵的(de)柵距轉換(huan)成放(fang)大(da)100倍(bei)的(de)莫爾條紋的(de)寬度(du)。這種放(fang)大(da)作用是光(guang)柵的(de)一個重(zhong)要特點。

3、由于莫爾條紋(wen)是由若干條光(guang)(guang)柵(zha)(zha)線(xian)紋(wen)共同干涉形成的，所以莫爾條紋(wen)對光(guang)(guang)柵(zha)(zha)個別線(xian)紋(wen)之(zhi)間的柵(zha)(zha)距誤(wu)差具(ju)有平均(jun)效應，能消(xiao)除光(guang)(guang)柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距不均(jun)勻所造成的影響。

4、莫(mo)爾條紋(wen)的移動(dong)(dong)與兩光(guang)柵(zha)尺(chi)之(zhi)間的相(xiang)對(dui)移動(dong)(dong)相(xiang)對(dui)應。兩光(guang)柵(zha)尺(chi)相(xiang)對(dui)移動(dong)(dong)一(yi)個柵(zha)距d，莫(mo)爾條紋(wen)便相(xiang)應移動(dong)(dong)一(yi)個莫(mo)爾條紋(wen)寬度W，其(qi)方(fang)向(xiang)與兩光(guang)柵(zha)尺(chi)相(xiang)對(dui)移動(dong)(dong)的方(fang)向(xiang)垂直(zhi)，且(qie)當(dang)兩光(guang)柵(zha)尺(chi)相(xiang)對(dui)移動(dong)(dong)的方(fang)向(xiang)改(gai)變(bian)時(shi)，莫(mo)爾條紋(wen)移動(dong)(dong)的方(fang)向(xiang)也隨之(zhi)改(gai)變(bian)。