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    技術文章
    怡信GS10光柵尺的測量系統講解
       怡信GS10光柵尺常見的原理都是根據物理上莫爾條紋的形成原理進行工作的。當使指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋成一角度來放置兩光柵尺時,必然會造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下,交叉點近旁的小區域內由于黑色線紋重疊,因而遮光面積最小,擋光效應最弱,光的累積作用使得這個區域出現亮帶。相反,距交叉點較遠的區域,因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來越少,不透明區域面積逐漸變大,即遮光面積逐漸變大,使得擋光效應變強,只有較少的光線能通過這個區域透過光柵,使這個區域出現暗帶,從而便形成了我們所見到的莫爾條紋。
      光柵尺測量系統主要由光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號處理電路組成。信號處理電路又具有放大、整形和鑒向倍頻功能。通常情況下,除標尺光柵與工作臺裝在一起隨工作臺移動外,光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和信號處理電路均裝在一個殼體內,做成一個單獨部件固定在機床上。這個部件稱為光柵讀頭,其作用是將莫爾條紋的信號轉換成所需的電脈沖信號。當標尺光柵隨工作臺一起移動時,光源通過聚光鏡后,透過標尺光柵和指示光柵形成忽明忽暗的莫爾條紋(光信號);光敏元件把光信號轉換成電信號,然后通過信號處理電路的放大、整形、鑒相倍頻后輸出或顯示。為了測量轉向,至少要放置兩個光敏元件,兩者相距1/4莫爾條紋節距,這樣當莫爾條紋移動時,會得到兩路信號相位相差π/2的波形;將輸出信號送入鑒向電路,即可判斷移動方向。
      為提高光柵的分辨率,通常還用4倍頻的方法細分。所謂4倍頻細分,就是將莫爾條紋原來的每個脈沖信號,變為在0、π/2、π、3π/2時都有脈沖輸出,從而使精度提高了4倍。若光柵柵距0.01mm,則工作臺每移動0.0025mm,系統就會送出一個脈沖,即分辨率為0.0025mm。由此可見,光柵尺測量系統的分辨率不僅取決于光柵尺的柵距,而且取決于鑒相倍頻的倍數n,即分辨率=柵距/n。
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