光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。圖1所示的就是光柵尺的結構。光柵檢測裝置的關鍵部分是光柵讀數頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調整機構等組成。光柵讀數頭結構形式很多，根據讀數頭結構特點和使用場合分為直接接收式讀數頭(或稱硅光電池讀數頭、鏡像式讀數頭、分光鏡式讀數頭、金屬光柵反射式讀數頭）。莫爾條紋圖2 莫爾條紋以透射光柵為例，當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋” (圖2所示)。嚴格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示。在安裝讀數頭時，首先應保證讀數頭的基面達到安裝要求，然后再安裝讀數頭，其安裝方法與主尺相似?；⑶饏^通用光柵尺單價

(1) 式中：W為莫爾條紋寬度；d為光柵柵距（節距）；θ為兩塊光柵的夾角，rad在一個莫爾條紋寬度內，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與羊向功能。本系統采用的光柵尺柵線為50線對/mm，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數脈沖，這在一般工業測控中已達到了很高精度。由于位移是一個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，我們采用了由低漂移運放構成的差分放大器。由4個滏電器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數脈沖，需對這兩路信號進行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波，經由兩個與或非門74LS54芯片組成的四細分判向電路輸入可逆計數器，***送入由8031組成的單片機系統中進行處理。姑蘇區附近光柵尺哪家強調整讀數頭，使讀數頭與光柵主尺平行度保證在0.1mm之內，其讀數頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內。

由于從前置電路74LS54出來的脈沖經過2片193分頻后，直接進入8031的*為大于255的"大"數，而小于255的"小"數是由兩片193輸出通過I/O接口輸入到8031內部處理，這個I/O接口芯片是通過擴展一片8255實現的。其中，8255PB口設為基本輸入方式，PB0-PB3作為1#193輸入，PB4～PB7作為2#193輸入。PA口、PC口的低位設為輸出，作為系統并行BCD碼輸出。由于8031單片機無內ROM，應外擴展一片2732（4k EPROM）。只用PSEN片選，不必增加地址譯碼。為鎖存8031P0口輸入的地址信號，在8031和2732之間需加一片74LS373地址鎖存器。

二、電子細分與判向電路光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。目前高分辨率的光柵尺一般造價較貴，且制造困難。為了提高系統分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，本系統采用了電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋，隨著光柵的移動，莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數的測量，同量莫爾條紋又具有光學放大作用，其放大倍數為 ：兩片光柵相對移過一個柵距，莫爾條紋移過一個條紋距離。

光柵尺的優點包括高精度、高分辨率、抗干擾能力強等，適用于需要高精度定位和測量的場合。根據不同的應用需求，光柵尺可以分為線性光柵尺和旋轉光柵尺等類型。光柵（grating）是一種光學元件，通常由一系列平行的細縫或條紋組成，用于分散光線或改變光的傳播方向。光柵可以根據其結構和功能分為不同類型，主要包括：衍射光柵：通過在透明介質上刻劃細縫或條紋，利用光的衍射現象來分散光線。衍射光柵廣泛應用于光譜儀中，用于分析光的成分。反射光柵：通過在金屬表面上刻劃細紋來反射光線，常用于激光系統和光學儀器中。在機床上選取一個參考位置，來回移動工作點至該選取的位置。常熟通用光柵尺性價比

在裝主尺時，如安裝超過1.5M以上的光柵時，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐?；⑶饏^通用光柵尺單價

（6） 光柵傳感器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵傳感器即失效了。（7） 不要自行拆開光柵傳感器，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，否則一方面可能破壞光柵傳感器的精度；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報廢。（8） 應注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。（9） 光柵傳感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質量?；⑶饏^通用光柵尺單價

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