光栅尺位移传感器的工作原理、分类及应用
光栅尺位移传感器，也称光栅尺、光栅尺传感器，是利用莫尔条纹的光学原理，对物体位置移动的测量反馈装置。通过检测莫尔条纹个数，来“读取”光栅刻度，然后再根据驱动电路的作用，计算出物体的位移和速度。
（莫尔条纹原理：是两条线或两个物体之间，以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果。当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。）
莫尔条纹应用最广泛的领域是光栅位移测量，根据莫尔条纹原理可以实现直线位移和角位移的静态、动态测量，基于莫尔条纹数量与位移的关系实现精密位移测量，能够满足接触、非接触、小量程、大量程、一维、多维等各种需求的测量与控制反馈，广泛应用在程控、数控机床和三坐标测量机、精密测量与定位、超精密加工、微电子IC制造、地震预测、质量检测、纳米材料、机器人、微机电系统MEMS(Microelectro Mechanical Systems)、振动检测等众多领域。
一、光栅尺位移传感器的分类
光栅尺位移传感器按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅、反射光栅两大类。
1、透射光栅
指光源与接收装置分别放置在光栅尺的两侧，通过接收光栅尺透过来的衍射光变化来反应位置变化。比较通用的是玻璃光栅。.
2、反射光栅
指光源与接收装置安装在光栅尺的同一侧，通过接收光栅尺反射回来的衍射光变化来反应位置变化。比较通用的有钢带光栅和玻璃光栅。.
二、光栅尺位移传感器的结构
光栅尺位移传感器是由标尺光栅、光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。光栅尺位移传感器的结构图如下：
三、光栅尺位移传感器的光栅检测
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。
四、光栅尺位移传感器的工作原理
当指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度，来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。
相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带，从而便形成了我们所见到的尔条纹。
五、莫尔条纹
以透射光栅为例，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θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为"莫尔条纹" 。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中，两条亮纹或两条暗纹之间的距离，称为莫尔条纹的宽度，以W表示：W=ω/2* sin（θ/2）=ω/θ。
