海德汉HEIDENHAIN直线光栅尺图解
光栅尺，也称为光栅尺位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床固定部件上，光栅读数头装在机床活动部件上，指示光栅装在光栅读数头中。右图所示的就是光栅尺的结构。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）。

封闭式光栅尺能有效防尘、防切屑和防飞溅的切削液，是用于机床的理想选择。敞开式光栅尺与读数头和光栅尺或钢带间没有机械接触。这些光栅尺的典型应用包括：测量机、比较仪和其它长度计量精密设备以及生产和测量设备，例如用在半导体工业中。增量式光栅尺决定当前位置的方式是由原点开始数测量步距或细分电路的计数信号数量。海德汉的增量式光栅尺带有参考点，开机时必须执行参考点回零，操作非常简单、快捷。式光栅尺无需执行参考点回零操作就能直接提供当前位置值。光栅尺的位置值通过EnDat接口或其它串行接口传输。闭环中的海德汉直线光栅尺确保工件高精度。
海德汉公司的封闭式直线光栅尺能有效防 尘、防切屑和防飞溅的切削液，是用于机 床的理想选择。
精度等级 ± 2 μm
测量步距至 0,001 μm
测量长度至30 m
安装简单、快捷
安装公差大
能承受大加速度载荷
抗污染能力强
海德汉HEIDENHAIN直线光栅尺图解

我公司在美国、德国的公司均为威斯特，美国公司自己报关
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光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制造困难。为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，目前（2006年）光栅尺传感器系统多采用电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。在一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如，栅线为50线对/mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业普通测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量，即要检测其大小，又要检测其方向，因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波，通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由4个光敏器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波。然后，通过对方波的相位进行判别比较，就可以等到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数，可以等到光栅尺的位移和速度。