光柵尺是一種高精度測量傳感器，由標(biāo)尺光柵和讀數(shù)頭組成，利用光學(xué)原理進(jìn)行位置測量。它常用于數(shù)控機(jī)床、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域，提供微米級(jí)甚至納米級(jí)的測量精度，確保設(shè)備精準(zhǔn)運(yùn)行。在精密制造和科研領(lǐng)域，光柵尺是不可或缺的測量工具。本文將通過一系列問答形式，深入解析光柵尺的相關(guān)知識(shí)，幫助讀者全面了解這一精密測量工具。
光柵尺位移傳感器，簡稱光柵尺。是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。例如，在數(shù)控機(jī)床中常用于對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個(gè)補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動(dòng)誤差作用。
光柵尺的工作原理基于莫爾條紋的光學(xué)原理。當(dāng)指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋以微小角度重疊時(shí)，會(huì)在光源照射下形成明暗相間的莫爾條紋。這些條紋的位移與光柵尺的位移成正比，通過檢測莫爾條紋的變化，即可精確計(jì)算出位移量。
光柵尺按照制造工藝和光學(xué)原理的不同，可以分為透射光柵和反射光柵。
透射光柵：透射光柵是在透明的玻璃表面刻上間隔相等的不透明線紋制成的。這種光柵的線紋密度高，可達(dá)每毫米100條以上，適用于高精度測量。透射光柵通常由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成，標(biāo)尺光柵固定在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在機(jī)床活動(dòng)部件上。
反射光柵：反射光柵則是在金屬的反光平面上刻上平行、等距的密集刻線，利用反射光進(jìn)行測量。其刻線密度一般在每毫米4~50條范圍內(nèi)。反射光柵具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于空間受限的測量場景。
此外，光柵尺還可以按照結(jié)構(gòu)用途和輸出信號(hào)進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)用途不同，光柵尺可分為直線光柵和圓光柵，分別用于直線位移和角位移的測量。按輸出信號(hào)分類，光柵尺有1Vpp正弦波信號(hào)、TTL方波信號(hào)和絕對(duì)信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）光柵尺等。其中，絕對(duì)式光柵尺又包含不同的通訊協(xié)議，如SSI協(xié)議、串行協(xié)議等。
選擇光柵尺時(shí)，需考慮測量精度、測量范圍、工作環(huán)境、安裝方式以及成本等因素。例如，對(duì)于高精度要求的場合，應(yīng)選擇線紋密度高、測量精度高的透射式光柵尺；對(duì)于空間受限的場合，反射式光柵尺更為合適。同時(shí)，還需考慮光柵尺的防護(hù)等級(jí)和工作環(huán)境溫度，以確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行。
光柵尺的測量精度指在任意一米范圍內(nèi)，光柵尺的測量結(jié)果與實(shí)際值之間的差距小于所標(biāo)稱的值，如有效測量范圍2040mm，精度3um的光柵尺，任意一米范圍內(nèi)的測量結(jié)果與實(shí)際值的差距小于±3um，注意，不是±1.5um。
IP后面的第一個(gè)數(shù)字表示電器防止外物侵入的等級(jí)，第二個(gè)數(shù)字表示電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。
IP54指不可能完全阻止灰塵進(jìn)入，但灰塵進(jìn)入的數(shù)量不會(huì)對(duì)設(shè)備造成傷害；在一段時(shí)間，5分鐘內(nèi)，可以防止各個(gè)方向飛濺而來的水侵入電器而造成損壞。
IP64指完全防止外物及灰塵侵入；同時(shí)在一段時(shí)間，5分鐘內(nèi)，可以防止各個(gè)方向飛濺而來的水侵入電器而造成損壞。
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