试述直线光栅的工作原理。
光栅分为反射式和对射式，反射式光栅是发光器和接收器在同一边，由发光器发出的光束通过反光板反射到接收器上，形成光幕或光栅。
二、光栅测量装置测且原理及其基本结构
1．光栅测量装置的基本结构
德国HEIDENHAIN公司生产的长光栅测量装置基本结构主要包括三大部分：光栅尺（定尺）、扫描头（滑动头入EXE＊＊＊（＊＊＊表示型号代码）。
光栅尺：一般固定在数控机床的导轨旁边或床身上，光栅尺里的主光栅一般每隔5cm、5cm、10cm都有一个零标记，定尺上面安装了两个密封塑料条，以防止扫描头滑动时脏污物进人。
扫描头：一般固定在工作台或活动部件上，跟随一起移动。其组成包括指示光栅、光源、透镜、光电元件。放大电路，其中光源一般选用灯丝灯泡或发光二极管，光电元件选用硅光电池，一般为三组，六个硅光电池。
EXE＊＊＊：主要是把扫描头输出的信号通过放大、脉冲整形、倍频等处理，输出脉冲序列信号。
2．光栅测量装置测量原理
光栅尺与扫描头之间的相对运动，也就是把数控机床的位置变化，通过光栅测量装置内的两组光电池变成相位差900的电信号，其中每组由两个相差1800的光电池接成推挽形式。另外一组光电池也接成推挽形式直接感测零标志信号，它们输出的电信号分别为人；人人。
扫描头（滑动头）输出的信号经 EXE＊＊＊处理后变成脉冲方波Ual、UaZ、Uao，另外还有一个由自身产生的报警信号Us，此信号在光栅污染、输人电缆线断或灯泡损坏等原因造成通道放大器输出信号为零，驱动电路由低电平变成高电平输出时产生。最后这7个信号输到测量板或位置控制板进行处理，其中Ual、UaZ相位差900。
三、光栅测诅装置故障分析及排除
1．德国进口数控车床厂轴检测信号丢失
从德国RAVENSBURG公司引进的数控车床，是目前我国比较大的数控机床，其厂轴采用的是德国HEIDENHAIN公司生产的LB326型光栅尺，方式为反射式，该数控机床曾出现Z轴测量装置报警。该报警与二轴机械及传动系数无关，属测量装置故障。该测量装置包括：LB326光栅尺、LB326读头。EXE808外置式电子脉冲整形插值器、信号传输电缆及插件、数控测量板。
由LB326光栅尺的工作原理可知，只要电子元件不损坏，故障的机率很小，因此一般测量装置产生报警，主要原因是信号丢失，也就是“漏读”。测量信号在产生变换过程中容易造成丢失的环节。
机床在运动过程中，从扫描单元输出三组信号，其中两组增量信号由四个光电池产生，把两个相差1800的光电池接在一起，它们推挽就形成了两组近似正弦波，相位差的信号串。另外一组基准信号也由两个相差1800的光电池接成推挽式，输出一个尖峰信号，此信号只在经过标志时产生，用来确认机床基准点。
两组正弦波增量信号经过传输电缆和插头进入EXE经放大整形后成为1．2－3．4V的三角波信号串，以及它们的反向位信号，这些信号经分频后在一个信号周期内产生25个脉冲，即所谓25倍频处理。增量信号经EXE25倍频细分后，经输出板处理成为矩形信号串，送人数控系统测量板。
LB326光栅尺栅距，增量信号经EXE处理后，每一刻线，这就是该机床分辨率。EXE的输出信号除上述外，还有一个UaS由自身产生的报警信号。如果由于某种原因引起信号幅度下降，在信号处理过程中就要影响到被处理信号过零位置，容易使输出脉冲挤在一起，造成丢失。
在了解信号丢失原因后，采用双路示波器分别监视两路正弦波信号，发现输出波形幅值很小，将一路转换到自身报警信号上后，发现输出为高电平脉冲。分析造成光栅输出信号幅度下降的原因，是因为光电池产生信号与光照强度成正比。信号幅度下降是电池光源强度下降及光学系统脏污造成。
拆开光栅尺两端从尺身中抽出扫描单元，发现在指示光栅和透镜上有一层油雾和浮灰，用酒精和乙醚混合液擦除后，重新装回，机床恢复正常工作。
2．德国进口机回零操作时Failt ReferencePart报警
位置检测是采用德国HEIDENHAIN公司生产的光栅尺，尺长900mm，方式为透射式。通过屏幕自诊断显示LeftRoll回零故障，用交换法不难确定为Let Roll光栅尺故障，取下光栅尺，加上＋SV电源，用示波器检查各路信号是否正常，着重检查基准标志脉冲信号。这种故障现象是数控系统没有接收到零脉冲信号，也就是零脉冲信号丢失或信号太弱。
手动滑动扫描头，用示波器测量EXE输出端Ual、UaZ及其取反信号均正常，Uao及其取反信号没有，检查扫描头输出端 I．信号（EXE的输人端 I＆信号），慢速移动扫描头时，无I．信号，快速移动扫描头时，有密集的信号产生，这与零标志信号不相符，估计是感应信号人线路有断路现象。拆开光栅尺两端端盖，滑出扫描头检查发现马接线端虚焊脱落，焊上、装回机床恢复正常工作。
3．奥地利进口 3m数控车床加工球形工件出现周期性波纹
奥地利进口的WZC700数控车床测量装置为瑞士的LS903光栅尺，方式为透射式。
此机床为斜式导轨，在加工圆形、锥形等工件时，精度高，表面质量好。使用中曾出现过加工工件时表面有周期性波纹。通过观察X轴电机在低速运行时出现周期性摆动，怀疑是机械和液压平衡器故障，拆下后检查无故障。故怀疑故障出在X轴测量装置，用双路示波器观察扫描单元送出的两路正弦信号，发现一路正常，一路很小。造成电机低速转速不稳的原因，是测量装置输出信号不稳定，而造成测量值失误，计算机因而送出的指令电压也就不稳定。检查扫描单元，发现乙路上的一个光电池失效，更换一个新的扫描单元后，恢复正常工作。
4．德国加工中心旋转工作台定位不准
从德国引进的加工中心旋转工作台B轴接连出现定位不准现象。根据每次定位偏差不一样的故障现象，怀疑是脉冲整形插值器和数控计算机测量板的元器件不稳定造成测量精度下降，更换这两种装置，故障仍然存在，因此怀疑是光栅尺有问题，用示波器观察扫描单元的输出正弦波信号，输出波形正常，两路信号幅值都很低。测量圆光栅光源电流发现，比原来小1／4。拆开后发现4个并联灯泡有一个烧断，更换一个，故障排除。
四、结语
本文介绍了德国HEIDENHAIN公司生产的光栅测量装置的基本结构和工作原理，通过四个例子总结了光栅测量装置的四大故障类型，即第一：光学系统引起的故障，第二：断线、接触不良引起的故障，第三：光电接收元件（光电池）引起的故障，第四：光源引起的故障。
大致原理是这样
光栅式指示表检定仪的工作原理
光栅式指示表检定仪是利用光栅测长原理，把直线位移变成电信号，经前置放大、分相、整形、电子细分，将脉冲信号进行记数和显示，并利用微处理器进行数据处理，最后由微型打印机打印出检定数据和结果。其框图如下 。光栅测长的原理是将光源发出的光，通过望远系统变为平行光，照射到栅线面相对的透射式标尺...
什么是单场扫描技术?
封闭式光栅尺的允许运行速度主要取决于以下 因素的影响：机械允许速度、电子允许速度 激光切割机床，直接驱动设备通常要求光栅有 较高的运行速度。3．机械特性 封闭式光栅尺的密封条工作时摩擦特别小。这 使得光栅有可能在保持低磨损前提下高速运行。4．电器特性 单场扫描的信号质量高而且稳定性好。输出信号...
数控机床上的光栅尺是什么?
机床的“眼睛”--光栅尺 作为高端机床必不可少的功能部件之一，被誉为“机床之眼”的光栅尺，有多厉害，它又是如何工作的呢？光栅尺全称叫作光栅尺位移传感器，它可以通过光学原理实现高精度的距离测量和角度测量，被广泛用于数控机床和测量仪器等领域，其在机床中最主要的作用就是“监视”，监视直线轴...
光栅数显系统产品特点
光栅数显系统产品以其独特的设计和卓越的性能引人注目。首先，它的专业化外观设计展现出极高的审美价值，整体造型美观大方，无论是放在哪个工作环境中都能成为一道亮丽的风景线。在功能上，光栅数显系统的记数频响速度非常快，这使得数据处理和运算更为高效。更为出色的是，它支持直接在数显表上进行复杂的...
UV平板打印机光栅定位的作用及保养方法
从而测量出小车移动的尺寸和位置。在日常维护中，光栅尺的保养十分重要。尽量保持工作环境的整洁，定期对光栅尺进行清洁工作，保证光栅尺传感器使用的可靠性。同时要定期检查各安装联接螺钉是否松动，尤其是固定读数头的螺丝。如果读数头固定螺丝松动会造成机床直线轴暴走或不能回参考点等。
什么是光栅衍射实验?
实验名称:光栅衍射实验目的:1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。2.加深对分光计原理的理解。3.用透射光栅测定光栅常数。实验仪器:分光镜,平面透射光栅,低压汞灯(连镇流器)实验原理: 光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体,其示意图如图1所示。原制光栅是用金刚石刻刀...
基于Zemax的衍射光栅(Diffraction Grating)仿真与分析
Zemax软件提供了丰富的工具来模拟这些光栅的特性，包括在序列模式下的直线型光栅模型，以及非序列模式和混合模式下的复杂光栅模拟。例如，序列模式下可以设定光栅频率、折射角度和波长，而全息光栅则通过干涉图案设计来减少误差。通过Zemax，用户可以直观地观察不同光栅对光的色散和分离效果，如3D光路结构图和...
探索太阳——海德汉纳米精度直线光栅尺
然而，我们对太阳内部的了解十分有限。研究太阳的科研人员希望使用位于夏威夷的DKIST全新太阳望远镜改变这一现状。位于弗莱堡的KIS（原 Kiepenheuer太阳物理研究所，现为莱布尼茨太阳物理研究所）为该望远镜研制一款可见光可调滤光器。滤光系统的调整由海德汉高达一纳米精度的直线光栅尺控制。一. 细节首次展现 目...
直线光栅传感器是利用莫尔条纹的哪一特性来实现位移偏移量
第二种
光栅尺由哪些哪些部件构成?它与数控机床的连接方式如何?
光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。一般将主尺安装在机床的工作台（滑板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时...
纳尝速脲： 光栅是等距的.原理是根据光的反射读信号(脉冲信号),经过分频后传给系统.现代的自动控制系统中已广泛地采用光电传感器(如光栅尺)来解决轴的线位移、转速或转角的监测和控制问题.RG2系列光栅尺是山读数头、光栅和接口组成.光栅上均匀地刻有透光和小透光的线条,一般情况卜,线条数按所测精度刻制,为了判别出运动方向,线条被刻成相位上相差90“的两路.当读数头运动时,接口电路的光电接收器分别产生A相和B相两路相位相差90“的脉冲波 大致原理是这样
德城区13187426427： 直线型黑白光栅位移传感的工作原理是什么? - ？
纳尝速脲： 就是在一块长条形的光学玻璃上,均匀的刻上许多明暗相间,宽度相等的刻线,暗线就是黑条纹不透光,明线透光.当两块相同的这种长条玻璃叠合在一起的时候,使他们的刻线之间交叉一个很小的角度,根据光的干涉和衍射,这样在与刻线大...
德城区13187426427： 直线光栅是什么东西?有什么作用?跪求. - ？
纳尝速脲： 直线光栅,是对应圆光栅而抄言,区别是,直线光栅是在载体表面(玻璃或金属),刻划上与直线方向垂直的等距线条,线条非常紧密,通常用袭于测量的叫做计量光栅,用于光谱分析的叫做衍射光栅.光问作用的话,我想你问的答案是zhidao——用于精密的长度测量.
德城区13187426427： 光栅原理? - ？
纳尝速脲： 栅测量系统是由光栅尺与光栅数显表组成.光栅尺把采集到的位移信号传输到光栅数显表来显示测量结果.光栅尺的位移信号经光电二极管转化为弦波信号,然后经过细分电路和整形电路转化为单片机能够识别的方波信号. 按照工作原理光栅可分为计量光栅和物理光栅 .计量光栅是通过光栅的莫尔条纹现象进行位移的精密测量和控制的,计量光栅一般比较粗;物理光栅主要用作散射元件进行光波长的测定及光谱分析.光栅尺是计量光栅中的一种. 光栅传感器主要是由光源、照明系统、主光栅、指示光栅、接收光学系统、光电接 收元件等组成
德城区13187426427： UV打印机光栅尺的原理是什么 - ？
纳尝速脲： uv打印机光栅条原理: 1、光栅条主要起到定位的作用.光栅上两个竖线之间的间隔是一个单位尺寸,通过光栅解码器测出小车移动了多少个竖线,从而测量出小车移动的尺寸和位置; 2、uv打印机可以按照控制软件设定好的数据,在承印物的表面进行精准的印刷.
德城区13187426427： 光栅的结构及用途分别是什么#数控机床# - ？
纳尝速脲： 光栅是用于数控机床的精密检测装置,是一种非接触式测量.它是利用光学原理进行工作,按形状可分为圆光栅和长光栅.圆光栅用于角位移的检测,长光栅用于直线位移的检测.光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件,它主要由光栅尺(包括标尺光栅和指示光栅)和光栅读数头两部分组成.光栅具有如下特点:(1)响应速度快、量程宽、测量精度高.测直线位移,精度可达0.5~3μm(300mm范围内),分辨率可达0.1μm;测角位移,精度可达0.15″,分辨率可达0.1″,甚至更高.(2)可实现动态测量,易于实现测量及数据处理的自动化.(3)具有较强的抗干扰能力.(4)怕振动、怕油污,高精度光栅的制作成本高.
德城区13187426427： 光栅位移检测装置由哪些部件组成?它的工作原理是什么 - ？
纳尝速脲： 光栅尺位移传感器(简称光栅尺),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置.光栅尺位移传感器经常应用于机床与现在加工中心以及测量仪器等方面,可用作直线位移或者角位移的检测.其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点.例如,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用
德城区13187426427： 数控机床光栅有哪些种类和特点 - ？
纳尝速脲： 数控机床光栅的种类和特点 一、根据光线在光栅中是反射还是透射分为透射光栅和反射光栅 1、透射光栅是在玻璃的表面上制成透明与不透明间隔相等的线纹. 2、反射光栅是在钢尺或不锈钢带的表面上,光整加工成反射光很强的镜面,用照相腐蚀工艺制作光栅条纹. 二、根据光栅形状可分为直线光栅和圆光栅 1、直线光栅用于检测直线位移. 2、圆光栅用于检测角位移.
德城区13187426427： 光栅表工作原理 - ？
纳尝速脲： 光栅测微传感器,是以高精度光栅作为检测元件底精密测量装置.与数显表配套,组成高精度数字化测量仪器.可以代替机械式千分表、扭簧比较仪、深度尺、电感测微仪和精密量块,配以适当的转换器,可将温度、压力、硬度、重量等参数转...
德城区13187426427： 光栅是什么#数控机床#？
纳尝速脲： 光栅简介在高精度的数控机床上,目前大量使用光栅作为反馈检测元件.光栅与前面讲的旋转变压器、感应同步器不同,它不是依靠电磁学原理进行工作的,不需要激磁电压,而是利用光学原理进行工作,因而不需要复杂的电子系统.常见的光栅从形状上可分为圆光栅和长光栅.圆光栅用于角位移的检测,长光栅用于直线位移的检测.光栅的检测精度较高,可达以上.
