光栅尺位移传感器，也称光栅尺、光栅尺传感器，是利用莫尔条纹的光学原理，对物体位置移动的测量反馈装置。通过检测莫尔条纹个数，来“读取”光栅刻度，然后再根据驱动电路的作用，计算出物体的位移和速度。光栅尺位移传感器的工作原理、分类及应用

（莫尔条纹原理：是两条线或两个物体之间，以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果。当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。）

莫尔条纹应用*广泛的领域是光栅位移测量，根据莫尔条纹原理可以实现直线位移和角位移的静态、动态测量，基于莫尔条纹数量与位移的关系实现精密位移测量，能够满足接触、非接触、小量程、大量程、一维、多维等各种需求的测量与控制反馈，广泛应用在程控、数控机床和三坐标测量机、精密测量与定位、超精密加工、微电子IC制造、地震预测、质量检测、纳米材料、机器人、微机电系统MEMS(Microelectro Mechanical Systems)、振动检测等众多领域。光栅尺位移传感器的工作原理、分类及应用

一、光栅尺位移传感器的分类光栅尺位移传感器的工作原理、分类及应用

光栅尺位移传感器按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅、反射光栅两大类。
1、透射光栅
指光源与接收装置分别放置在光栅尺的两侧，通过接收光栅尺透过来的衍射光变化来反应位置变化。比较通用的是玻璃光栅。.

2、反射光栅
指光源与接收装置安装在光栅尺的同一侧，通过接收光栅尺反射回来的衍射光变化来反应位置变化。比较通用的有钢带光栅和玻璃光栅。.光栅尺位移传感器的工作原理、分类及应用

二、光栅尺位移传感器的结构
光栅尺位移传感器是由标尺光栅、光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。光栅尺位移传感器的结构图如下：

三、光栅尺位移传感器的光栅检测
光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。光栅读数头结构形式很多，根据读数头结构特点和使用场合，分为直接接收式读数头(或称硅光电池读数头、镜像式读数头、分光镜式读数头、金属光栅反射式读数头。

四、光栅尺位移传感器的工作原理
当指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度，来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积*小，挡光效应*弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。
相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带，从而便形成了我们所见到的尔条纹。光栅尺位移传感器的工作原理、分类及应用

五、莫尔条纹
以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为"莫尔条纹" 。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中，两条亮纹或两条暗纹之间的距离，称为莫尔条纹的宽度，以W表示：W=ω/2* sin（θ/2）=ω/θ。

六、光栅尺位移传感器的安装
光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。
1、光栅尺线位移传感器的安装基面
光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面、与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。
基座要求做到：
(1)应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座（*好基座长出光栅尺50mm左右）。
(2)该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。
另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1-1.5mm左右。

2、光栅尺线位移传感器的主尺安装
将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺M4螺钉位置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把M2螺钉彻底上紧。
在安装光栅主尺时，应注意如下三点：
(1) 在装主尺时，如安装超过1.5M以上的光栅时，不能象桥梁式只安装两端头，尚需在整个主尺尺身中有支撑。
(2)在有基座情况下安装好后，*好用一个卡子卡住尺身中点（或几点）。
(3)不能安装卡子时，*好用玻璃胶粘住光栅尺身，使基尺与主尺固定好。
3、光栅尺线位移传感器读数头的安装
在安装读数头时，首先应保证读数头的基面达到安装要求，然后再安装读数头，其安装方法与主尺相似。*后调整读数头，使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内，其读数头与主尺的间隙控制在1-1.5mm以内。
4、光栅尺线位移传感器的限位装置
光栅线位移传感器全部安装完以后，一定要在机床导轨上安装限位装置，以免机床加工产品移动时，读数头冲撞到主尺两端，从而损坏光栅尺。另外，用户在选购光栅线位移传感器时，应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺，以留有余量。
5、光栅尺线位移传感器检查
光栅线位移传感器安装完毕后，可接通数显表，移动工作台，观察数显表计数是否正常。