光柵尺的用途： 目前在精密機(jī)加工和精密位移測量時(shí)常采用光柵尺做為測量傳感器，其后面直接接入二次儀表，或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位移測量。測量的精度主要有傳感器精度決定。隨著電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，光柵傳感器在位移測量系統(tǒng)將得到更廣泛應(yīng)用，并逐步向智能化方向轉(zhuǎn)化。該測量系統(tǒng)采用光柵移動(dòng)產(chǎn)生的莫爾條紋與電子電路相結(jié)合來完成對(duì)位移量的自動(dòng)測量，它具有判別光柵移動(dòng)方向、預(yù)置初值、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位控制及過限報(bào)警、自檢和掉電保護(hù)以及誤差修正等功能。
光柵尺的工作原理 光柵尺是通過莫爾條紋原理，通過光電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字方式表示線性位移量的高精度位移傳感器. GBC系列光柵尺是由讀數(shù)頭、主尺和接口組成。玻璃光柵上均勻地刻有透光和小透光的線條，柵線為50線對(duì)/mm，其光柵柵距為0.02mm，采用四細(xì)分后便可得到分辯率為5μm的計(jì)數(shù)脈沖。一般情況卜，線條數(shù)按所測精度刻制，為了判別出運(yùn)動(dòng)方向，線條被刻成相位上相差90°的兩路。當(dāng)讀數(shù)頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，接口電路的光電接收器分別產(chǎn)生A相和B相兩路相位相差90°的脈沖波.輸出信號(hào)再經(jīng)過數(shù)顯系統(tǒng)細(xì)分處理,分辨率是光柵周期除以信號(hào)細(xì)分?jǐn)?shù),經(jīng)過電子信號(hào)細(xì)分處理分辨率可為5um或1um
莫爾條紋
以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個(gè)小角度θ，并且兩個(gè)光柵尺刻面相對(duì)平行放置時(shí)，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” （右圖所示）。嚴(yán)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。
莫爾條紋
W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ 。
以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個(gè)小角度θ，并且兩個(gè)光柵尺刻面相對(duì)平行放置時(shí)，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” （右圖所示）。嚴(yán)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。
莫爾條紋
W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ 。
莫爾條紋具有以下特征：
（1）莫爾條紋的變化規(guī)律
兩片光柵相對(duì)移過一個(gè)柵距，莫爾條紋移過一個(gè)條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正（余）弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對(duì)位移的柵距數(shù)同步。
（2）放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度ω和光柵柵距W、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則
W=ω /θ
若ω ＝0．01mm，θ＝0.01rad，則上式可得W＝1，即光柵放大了100倍。
（1）莫爾條紋的變化規(guī)律
兩片光柵相對(duì)移過一個(gè)柵距，莫爾條紋移過一個(gè)條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正（余）弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對(duì)位移的柵距數(shù)同步。
（2）放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度ω和光柵柵距W、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則
W=ω /θ
若ω ＝0．01mm，θ＝0.01rad，則上式可得W＝1，即光柵放大了100倍。
光柵尺的適用領(lǐng)域:加工用的設(shè)備：車床、銑床、鏜床、磨床、鉆床、電火花機(jī)、線切割等 測量用的儀器：投影機(jī)、影像測量儀、工具顯微鏡等 也可對(duì)數(shù)控機(jī)床上*運(yùn)動(dòng)的誤差起補(bǔ)償作用配接PLC,用于各類自動(dòng)化機(jī)構(gòu)的位移測量.
光柵尺的改造優(yōu)勢: 1、機(jī)床改造總投資極少,與舊機(jī)床的殘值相適應(yīng); 2、具有附機(jī)功能,能隨時(shí)裝卸,與其它機(jī)床通用 3、無其它裝置的裝調(diào)手續(xù),便于維修; 4、操作工人易掌握,不經(jīng)培訓(xùn)亦可使用.它主要用于改造各類車床、磨床、鏜床，尤其是改造外圓磨和圓心磨，其成效更為顯著。 5、進(jìn)行大型機(jī)床數(shù)顯改造后，可以降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，提高工作效率，減少廢品率，機(jī)械性能穩(wěn)定可靠。 6、用途廣泛：它不僅能用于銑床、鉆床、鏜床和車削加工的常規(guī)任務(wù)，還能為許多機(jī)床、測量設(shè)備和測試設(shè)備以及機(jī)床提供理想的解決方案，事實(shí)上它適用于所有手動(dòng)機(jī)床。
我公司光柵尺的優(yōu)勢 1、采用優(yōu)質(zhì)的PU材料制造出耐油、高彈性及抗老化膠封。由工程師精心設(shè)計(jì)出*的閉合角度和zui適中的軟硬度，保證*的密封性能和zui少的磨擦阻力。 2、讀數(shù)頭滑動(dòng)部分結(jié)構(gòu)采用已被驗(yàn)證為zui可靠耐用的五軸承設(shè)計(jì)，采用耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)異的重復(fù)定位性和高等級(jí)測量精度。 3、采用美國Honeywell公司的高效能AIGaAs紅外線發(fā)光管為光源。訊號(hào)強(qiáng)而穩(wěn)定，可靠性高。 4、彈簧的幾何設(shè)計(jì)經(jīng)過精確詳細(xì)的力學(xué)模型分析，并采用高級(jí)德國制彈簧鋼材制造。確保光學(xué)感應(yīng)系統(tǒng)就是在高速的移動(dòng)情下，仍能緊貼在光柵尺上無跳動(dòng)地滑行。
可靠的光學(xué)測量系統(tǒng) u 讀數(shù)頭滑動(dòng)部分結(jié)構(gòu)采用已被驗(yàn)證為zui可靠耐用的五軸承設(shè)計(jì)，保證光學(xué)感應(yīng)系統(tǒng)能*穩(wěn)定地在光柵尺上暢順滑行。 u 彈簧的幾何設(shè)計(jì)經(jīng)過精確詳細(xì)的力學(xué)模型分析，并采用高級(jí)的德國制彈簧鋼材制造。確保光學(xué)感應(yīng)系統(tǒng)就是在高速的移動(dòng)情況下，仍能緊貼在光柵尺上無跳動(dòng)地滑行。 u 所有軸承均采用日本JIS規(guī)格P5等級(jí)高精度軸承，保證滑行暢順，跳動(dòng)量低，可靠耐用。 u 采用美國Honeywell公司的高效能AIGaAs紅外線發(fā)光管為光源。訊號(hào)強(qiáng)而穩(wěn)定，可靠性*.
我公司產(chǎn)品特點(diǎn)：： 1、*的電子技術(shù)及個(gè)性化設(shè)計(jì)； 2、計(jì)數(shù)響應(yīng)速度快，功能多； 3、直接在數(shù)顯表上進(jìn)行正弦、余弦、正切函數(shù)等函數(shù)計(jì)算； 4、可以在X和Y方向進(jìn)行自動(dòng)*補(bǔ)償； 5、堅(jiān)固耐用的合金外殼，不易刮傷，且美觀大方； 6、電源和信號(hào)抗*力強(qiáng)； 7、優(yōu)質(zhì)耐用的按鍵面板，且更換簡單、方便. 用途： 主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)量的精確顯示和自動(dòng)控制，廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工和儀器的精密測量。可供不同規(guī)格的各類機(jī)床、儀器數(shù)字化改造選用，還可根據(jù)用戶的特殊需要進(jìn)行特殊制作。數(shù)顯裝置由傳感器與數(shù)顯表兩大部分組成。通過傳感器把有形的位置信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過處理后以數(shù)字形式顯示出來。 產(chǎn)品分為JCXF型（小型尺）、JCXE型（標(biāo)準(zhǔn)型）、JCXG型（大型尺），輸出波形為單方波、雙方波、正弦等多種波形方式，
配備的電箱有：1、DRO2M和DRO3M多功能銑床用的兩軸和三軸數(shù)顯表，可以用于大多數(shù)的設(shè)備、也可以用于車床和磨床；2、DRO2L和DRO2G是針對(duì)車床和磨床而開發(fā)的數(shù)顯表；3、DRO3E是為火花機(jī)開發(fā)的數(shù)顯表。 光柵尺相關(guān)參數(shù)： ●測量范圍：50mm～3000mm ●測量準(zhǔn)確度：±6um/m～±10um/m ●測量基準(zhǔn)：光柵周期20µm的光學(xué)玻璃尺 ●光學(xué)測量系統(tǒng)：透射式紅外線光測量系統(tǒng)，紅外線波長880nm ●反應(yīng)速度：60m/min（0.005mm） 25m/min（0.001mm） ●讀數(shù)頭滑動(dòng)系統(tǒng)：垂直式五軸承 ●輸出訊號(hào)：TTL/EIA-422-A ●訊號(hào)傳達(dá)周期：20um ●供應(yīng)電壓：DC 5V±5% 目前，我公司研制的光柵傳感器分辨率可以到1U，進(jìn)行長度、角度自動(dòng)測量的智能儀表已形成系列產(chǎn)品，分辯率可從20μm到1μm，角度從1度-0.01度，具有性能穩(wěn)定、抗*力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成功地應(yīng)用于機(jī)床改造和相關(guān)的位置檢測系統(tǒng)中。
