光栅尺该如何维护，光栅尺维护方法介绍

很多朋友对光栅尺该如何维护，光栅尺维护方法介绍不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

光栅尺又称光栅尺位移传感器(光栅尺传感器)，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺常用于数控机床的闭环伺服系统中，可用于检测直线位移或角位移。被测输出信号为数字脉冲，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，常通过检测刀具和工件的坐标来观察和跟踪切削误差，从而起到补偿刀具运动误差的作用。

光栅尺结构光栅尺由标尺光栅和光栅读数头组成。标尺光栅一般固定在机床的固定部件上，光栅读数头安装在机床的活动部件上，指示光栅安装在光栅读数头内。下图显示了光栅尺的结构。

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、光电元件和调节机构组成。光栅读数头有很多种，按其结构特点和应用场合可分为直接接收式读数头(或硅光电池读数头、镜面读数头、分束器读数头和金属光栅反射式读数头)。

光栅尺的工作原理光栅位移传感器的工作原理是当一对光栅中的主光栅(即标尺光栅)和辅助光栅(即指示光栅)发生相对位移时，在光的干涉和衍射的共同作用下，产生黑白(或明暗)条纹的规则图案，称为莫尔条纹。

经过光电器件转换，黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦电信号，经放大器放大，经整形电路整形，得到两个相位差为90的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。

普通光栅的工作原理是基于莫尔条纹形成的物理原理。下图是它的工作原理图。当两个光栅尺放置在指示光栅上的线和标尺光栅上的线之间成一定角度时，两个光栅尺上的线必然会相互交叉。在光源的照射下，由于黑线的重叠，在交叉点附近的小区域内，遮光面积最小，遮光效果最弱，光的累积效应使该区域出现亮带。

相反，在远离交点的区域，由于两个光栅尺不透明黑线的重叠部分越来越少，不透明区域逐渐增大，即遮光区域逐渐增大，使得挡光效应应变强，只有较少的光可以通过该区域穿过光栅，造成该区域出现暗带。这些几乎垂直于光栅线的亮带和暗带就是莫尔条纹。

莫尔条纹具有以下性质：(1)平行光束照射光栅时，通过莫尔条纹的光强分布类似余弦函数。(2)若W代表莫尔条纹的宽度，D代表光栅间距，代表两条光栅尺线的夹角，则它们之间的几何关系为W=D/SIN。当角度较小时，上述公式可近似写成W=D/。

若d=0.01mm，=0.01rad，则由上式可得W=1mm。这说明利用光的干涉现象，不需要复杂的光学系统和电子系统，就可以将光栅间距转换成放大100倍的莫尔条纹宽度。这种放大是光栅的一个重要特征。(3)莫尔条纹是由多条光栅线干涉形成的，所以莫尔条纹对单个光栅线之间的间距误差有平均作用，可以消除光栅间距不均匀带来的影响。

(4)莫尔条纹的移动对应于两个光栅尺之间的相对移动。当两个光栅尺相对移动一个光栅距离d时，莫尔条纹将移动一个莫尔条纹宽度w，该宽度垂直于两个光栅尺相对移动的方向，当两个光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也将改变。

根据上述莫尔条纹的特点，如果我们在莫尔条纹的运动方向上开四个观察窗A、B、C、D，并使这四个窗相隔莫尔条纹宽度的1/4，即w/4。

从上面的讨论可以看出，当两个光栅尺相对运动时，莫尔条纹随之运动。从A、B、C、D四个观察窗可以得到四个类似余弦函数，相位超前或滞后1/4周期(即/2)的光强变化过程，用表示，如图4-9(c)所示。如果使用光敏元件进行检测，光敏元件通过观察窗将光强的变化转换成相应的电压信号，设置为。

根据这四个电压信号，可以检测光栅尺的相对运动。

光栅尺的维护1)尽可能加防护罩，及时清理溅在标尺上的碎屑和油污，严格防止任何异物进入光栅尺的传感器外壳。2)定期检查安装连接螺丝是否松动，并定期用干干净净的布擦拭桌子。3)光栅尺位移传感器严禁剧烈振动、敲打和踩踏，以免损坏光栅尺。如果光栅尺坏了，光栅尺传感器就失效了。

4)不要自行拆卸光栅尺位移传感器，不要随意改变主光栅尺和副光栅尺的相对距离，否则可能会损坏光栅尺传感器的精度；另一方面也可能造成主光栅尺和副光栅尺的相对摩擦，损坏铬层也会损坏栅线，从而导致光栅尺报废。5)应注意防止油污、水污染和硬物划伤光栅尺表面，以免破坏光栅尺线条的条纹分布，造成测量误差。

6)光栅尺位移传感器应尽量避免在腐蚀严重的环境中工作，以免腐蚀光栅的铬层和光栅尺表面，损害光栅尺的质量。

以上知识分享希望能够帮助到大家！