光栅尺原理

光栅尺原理

‌光栅尺是一种利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，主要用于数控机床的闭环伺服系统中，用于检测直线位移或角位移。其工作原理基于光学原理，特别是干涉现象，涉及标尺光栅和光栅读数头两个主要部分。以下是光栅尺工作原理的详细解释：基本组成和工作原理：光栅尺由标尺光栅和光栅读数头组成。标尺光栅固定在机床的固定部件上，而光栅读数头安装在机床的活动部件上。当机床移动时，读数头滑过标尺光栅，通过光学原理将位移转换成电信号。‌信号转换和处理：光栅读数头中的激光发射器发出激光束，经过分束器分成两束相互垂直的光束，投射到标尺光栅和指示光栅上。这两束光投射到光栅表面时，会产生干涉现象，形成明暗相间的条纹。这些条纹被光电转换器接收后转换成电信号，再经过信号处理电路处理，最终得到位移数据。‌莫尔条纹的形成：在透射光栅的例子中，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，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，会形成明暗相间的条纹，称为“莫尔条纹”。这些条纹的变化规律与光栅的相对位移同步，用于测量位移。‌总体来说，光栅尺通过光学原理将机械位移转换为可测量的电信号，从而实现高精度的位置测量。