一、光柵尺的組成結構

光柵尺是由標尺光(guang)(guang)(guang)柵(zha)和光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀(du)數頭(tou)兩部分組(zu)成，標尺光(guang)(guang)(guang)柵(zha)一(yi)般固定在機床活動部件上(shang)，光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀(du)數頭(tou)裝(zhuang)在機床固定部件上(shang)，指示光(guang)(guang)(guang)柵(zha)裝(zhuang)在光(guang)(guang)(guang)柵(zha)讀(du)數頭(tou)中。

光(guang)(guang)柵(zha)檢(jian)測裝置的關鍵部分是光(guang)(guang)柵(zha)讀數頭(tou)(tou)(tou)，它由光(guang)(guang)源、會聚(ju)透鏡(jing)、指示光(guang)(guang)柵(zha)、光(guang)(guang)電元(yuan)件及調整機構等組成。光(guang)(guang)柵(zha)讀數頭(tou)(tou)(tou)結構形式(shi)很多，根據讀數頭(tou)(tou)(tou)結構特點和使用(yong)場合分為直接接收式(shi)讀數頭(tou)(tou)(tou)（或稱硅光(guang)(guang)電池讀數頭(tou)(tou)(tou)、鏡(jing)像式(shi)讀數頭(tou)(tou)(tou)、分光(guang)(guang)鏡(jing)式(shi)讀數頭(tou)(tou)(tou)、金屬光(guang)(guang)柵(zha)反射式(shi)讀數頭(tou)(tou)(tou)）。

二、光柵尺的工作原理

常見光柵尺的工作原(yuan)理(li)(li)都是根(gen)據物(wu)理(li)(li)上(shang)莫爾(er)條紋(wen)(wen)(wen)的形(xing)成(cheng)原(yuan)理(li)(li)進行工作的。當使指示光(guang)柵上(shang)的線(xian)紋(wen)(wen)(wen)與標尺(chi)光(guang)柵上(shang)的線(xian)紋(wen)(wen)(wen)成(cheng)一角度來放置兩(liang)光(guang)柵尺(chi)時，必(bi)然會造成(cheng)兩(liang)光(guang)柵尺(chi)上(shang)的線(xian)紋(wen)(wen)(wen)互相(xiang)交(jiao)義。在光(guang)源(yuan)的照射下(xia)，交(jiao)叉點近旁的小區(qu)域內由(you)于黑(hei)(hei)色(se)線(xian)紋(wen)(wen)(wen)重(zhong)疊，因而(er)遮(zhe)光(guang)面積(ji)最小，擋(dang)光(guang)效應(ying)最弱，光(guang)的累積(ji)作用使得(de)這個區(qu)域出現亮(liang)帶(dai)。相(xiang)反，距交(jiao)叉點較(jiao)遠的區(qu)域，因兩(liang)光(guang)柵尺(chi)不透明的黑(hei)(hei)色(se)線(xian)紋(wen)(wen)(wen)的重(zhong)疊部分變得(de)越(yue)來越(yue)少，不透明區(qu)域面積(ji)逐漸變大，即遮(zhe)光(guang)面積(ji)逐漸變大，使得(de)擋(dang)光(guang)效應(ying)變強(qiang)，只有較(jiao)少的光(guang)線(xian)能(neng)通過這個區(qu)域透過光(guang)柵，使這個區(qu)域出現暗帶(dai)。這些與光(guang)柵線(xian)紋(wen)(wen)(wen)幾乎(hu)垂直，相(xiang)間出現的亮(liang)、暗帶(dai)就是莫爾(er)條紋(wen)(wen)(wen)。莫爾(er)條紋(wen)(wen)(wen)具有以下(xia)性質：

1、當用平行(xing)光(guang)束照射光(guang)柵時，透過(guo)莫(mo)爾條紋(wen)的(de)光(guang)強(qiang)度分(fen)布近(jin)似于余(yu)弦函數。

2、若用(yong)W表示(shi)莫(mo)爾條紋的(de)寬度，d表示(shi)光(guang)柵的(de)柵距，θ表示(shi)兩光(guang)柵尺(chi)線紋的(de)夾角，則(ze)它們之(zhi)間的(de)幾何關系(xi)為W-d/sin當角很小時，上式(shi)可近似(si)寫(xie)W=d/θ。

若取(qu)d=0.01mm，θ=0.01rad，則由上式可得(de)W=1mm。這說明，無(wu)需復雜的(de)(de)(de)光學系統(tong)和(he)電子系統(tong)，利用光的(de)(de)(de)干涉現(xian)象，就(jiu)能把光柵(zha)的(de)(de)(de)柵(zha)距轉換成放大100倍的(de)(de)(de)莫爾條紋的(de)(de)(de)寬度。這種(zhong)放大作用是光柵(zha)的(de)(de)(de)一個重要特點。

3、由(you)(you)于莫(mo)爾條(tiao)紋(wen)是(shi)由(you)(you)若干(gan)(gan)條(tiao)光柵(zha)(zha)線紋(wen)共同干(gan)(gan)涉形成的(de)(de)，所(suo)以(yi)莫(mo)爾條(tiao)紋(wen)對光柵(zha)(zha)個別(bie)線紋(wen)之(zhi)間的(de)(de)柵(zha)(zha)距誤(wu)差具有平均(jun)效(xiao)應，能消除光柵(zha)(zha)柵(zha)(zha)距不(bu)均(jun)勻所(suo)造成的(de)(de)影響(xiang)。

4、莫(mo)爾條紋(wen)(wen)的移動與兩(liang)光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)之間的相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)移動相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應(ying)。兩(liang)光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)移動一個(ge)柵(zha)距d，莫(mo)爾條紋(wen)(wen)便相(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)移動一個(ge)莫(mo)爾條紋(wen)(wen)寬度W，其方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與兩(liang)光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)移動的方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)垂直(zhi)，且當兩(liang)光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)移動的方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)改變時(shi)，莫(mo)爾條紋(wen)(wen)移動的方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)也隨之改變。