光栅尺的种类及工作原理
光栅尺是一种常见的测量仪器，它利用光学原理来测量物体的位置和移动距离。

光栅尺广泛应用于机械设备、数控机床、精密测量仪器等领域。

本文将介绍光栅尺的种类以及它们的工作原理。

一、光栅尺的种类
1. 增量式光栅尺：增量式光栅尺是最常见的一种光栅尺。

它通过将光栅刻划在透明玻璃或光学膜上，然后通过读头接收反射或透射的光信号，测量物体的位置和位移。

增量式光栅尺通常具有高分辨率和较低的成本，适用于一般的测量应用。

2. 绝对式光栅尺：绝对式光栅尺是一种具有独特编码结构的光栅尺。

它可以直接测量物体的位置，无需参考点或回零操作。

绝对式光栅尺通常具有高精度和高分辨率，适用于要求较高的测量应用。

3. 波前式光栅尺：波前式光栅尺是一种基于波前干涉原理的光栅尺。

它利用物体表面反射的光波前差来测量物体的形状和表面变形。

波前式光栅尺通常具有高精度和高灵敏度，适用于形状测量和表面缺陷检测。

二、光栅尺的工作原理
光栅尺的工作原理基于光学干涉现象。

光栅是一种具有周期性刻线
的光学元件，可以将入射的平行光束分成多个等间距的光斑。

光栅尺通常包括光栅和读头两个部分。

当光线照射到光栅上时，光栅上的刻线会将光线分散成多个光斑。

这些光斑会经过物体反射或透射后，再次通过光栅，最后被读头接收。

读头中的光电二极管会将接收到的光信号转换为电信号。

对于增量式光栅尺，读头会将接收到的光信号转换为脉冲信号。

脉冲的数量和频率与物体的位置和位移成正比。

通过计数和计时脉冲信号，可以确定物体的位置和位移。

对于绝对式光栅尺，光栅上的刻线会形成一种特殊的编码结构。

读头会将接收到的光信号转换为二进制码或格雷码。

通过解码和识别编码，可以直接确定物体的位置，无需参考点或回零操作。

对于波前式光栅尺，光栅上的刻线会形成一种波前干涉的结构。

读头会将接收到的光信号转换为干涉条纹图像。

通过分析条纹图像的变化，可以测量物体的形状和表面变形。

总结起来，光栅尺利用光学原理通过光栅和读头的组合，将光信号转换为电信号，并通过信号处理和解码来测量物体的位置和位移。

不同种类的光栅尺适用于不同的测量需求，可以满足各种精度和应用要求。