光柵尺位移傳感器的工作原理、分類及應用
光柵尺位移傳感器，也稱光柵尺、光柵尺傳感器，是利用莫爾條紋的光學原理，對物體位置移動的測量反饋裝置。通過檢測莫爾條紋個數，來“讀取”光柵刻度，然后再根據驅動電路的作用，計算出物體的位移和速度。
（莫爾條紋原理：是兩條線或兩個物體之間，以恒定的角度和頻率發生干涉的視覺結果。當人眼無法分辨這兩條線或兩個物體時，只能看到干涉的花紋，這種光學現象中的花紋就是莫爾條紋。）
莫爾條紋應用最廣泛的領域是光柵位移測量，根據莫爾條紋原理可以實現直線位移和角位移的靜態、動態測量，基于莫爾條紋數量與位移的關系實現精密位移測量，能夠滿足接觸、非接觸、小量程、大量程、一維、多維等各種需求的測量與控制反饋，廣泛應用在程控、數控機床和三坐標測量機、精密測量與定位、超精密加工、微電子IC制造、地震預測、質量檢測、納米材料、機器人、微機電系統MEMS(Microelectro Mechanical Systems)、振動檢測等眾多領域。
一、光柵尺位移傳感器的分類
光柵尺位移傳感器按照制造方法和光學原理的不同，分為透射光柵、反射光柵兩大類。
1、透射光柵
指光源與接收裝置分別放置在光柵尺的兩側，通過接收光柵尺透過來的衍射光變化來反應位置變化。比較通用的是玻璃光柵。.
2、反射光柵
指光源與接收裝置安裝在光柵尺的同一側，通過接收光柵尺反射回來的衍射光變化來反應位置變化。比較通用的有鋼帶光柵和玻璃光柵。.
二、光柵尺位移傳感器的結構
光柵尺位移傳感器是由標尺光柵、光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床活動部件上，光柵讀數頭裝在機床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數頭中。光柵尺位移傳感器的結構圖如下：
三、光柵尺位移傳感器的光柵檢測
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。
四、光柵尺位移傳感器的工作原理
當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爾條紋。
五、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" 。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：W=ω/2* sin（θ/2）=ω/θ。
