光栅尺的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位移量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制造困难。为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，目前（2006年）光栅尺位移传感器系统多采用电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅尺刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅尺的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅尺栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。 　　在一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如，栅线为50线对/mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲，这在工业普通测控中已达到了很高。由于位移是一个矢量，即要检测其大小，又要检测其方向，因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波，通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由4个光敏器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为1：1的方波。然后，通过对方波的相位进行判别比较，就可以得到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数，可以得到光栅尺的位移和速度。

在这里需要说明的是，光栅尺只是一个反应装置，它可以将位移量和位移方向通过信号输出的方式反馈出来，但它不能直接显示出来，它还需要一个显示装置，我们简称它为数显显示箱，也称数显表。只有当光栅尺和数显表连接在一起的时候，才能正常的将数值反应给每一位操作者，因而，我们对于光栅尺的使用上面，还是要多了解，如果不是很的人员，需要知道一些性的知识，才能单独使用光栅尺作为反馈装置使用

光栅尺在现代工业的贡献是非常巨大的，不仅仅将现在加工进一步完善，更重要的是提高了现在加工时的工作效率。在现在中国加工业、制造业越来越成熟，对加工的越来越高的时候，在各种机床上，例如：铣床、磨床、车床、线切割、电火花等机床上都可以安装光栅尺，光栅尺工作环境要求相对来说不是很苛刻，光栅尺对操作者的使用来说也十分简单。

光栅尺是以高光栅尺作为检测元件底精密测量装置。与数显表配套，组成高数字化测量仪器。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、重量等参数转换成数字量。用于自动化大生产中在线检测以及精密仪器的位置检测。光栅尺特点是测量值数字化显示，精密高，稳定可靠，读数直观准确。亦可把测量数据输入计算机打印出测量数据或绘出曲线。

光栅尺安装极为方便，读数头用精密轴承沿标尺定向，自由移动时通过拉杆连接，能准确计量。可实现远端推拉读数头准确计量，适用于读数头无法直接固定的场合。
TTL、EIA-422信号集电极开路输出，方便与可编程控制器接口。
光栅尺分为敞开式和封闭式两类。其中敞开式为高型，主要用于精密仪器的数字化改造，分辨率可达0.1um。封闭式则主要用于普通机床、仪器的数字化改造，输出波形为方波，按外形分类可分为小型尺、标准尺、大型尺三类，其中大型尺长可做到3100mm，超长尺可做到3100mm-15000mm(拥有接长技术)；此外根据用户需求，可提供各种安装附件以方便系统安装。

光栅尺特点：
1、 先进的电子技术及个性化设计；
2、 计数响应速度快，功能多；
3、 直接在数显表上进行正弦、余弦、正切函数等函数计算；
4、 可以在X和Y方向进行自动刀具补偿；
5、 坚固耐用的合金外壳，不易刮伤，且美观大方；
6、 电源和信号抗干扰能力强；
7、 优质耐用的按键面板，且更换简单、方便。

光栅尺安装事项
1、光栅尺位移传感器安装基面

　　安装线光栅尺位移传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。基座要求做到：①应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座（基座长出光栅尺50mm左右）。②该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。

　　2、光栅尺位移传感器主尺安装

　　将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺M4螺钉位置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把M2螺钉彻底上紧。在安装光栅主尺时，应注意如下三点：

　　（1） 在装光栅尺主尺时，如安装超过1.5M以上的光栅时，不能象桥梁式只安装两端头，尚需在整个主尺尺身中有支撑。

　　（2） 在有基座情况下安装好后，用一个卡子卡住尺身中点（或几点）。

　　（3） 不能安装卡子时，用玻璃胶粘住光栅尺身，使基尺与主尺固定好。

　　3、位移传感器读数头的安装

　　在安装读数头时，首先应保证读数头的基面达到安装要求，然后再安装读数头，其安装方法与主尺相似。后调整读数头，使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内，其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。

　　4、光栅尺位移传感器限位装置

　　光栅尺线位移传感器全部安装完以后，一定要在机床导轨上安装限位装置，以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端，从而损坏光栅尺。另外，用户在选购光栅线位移传感器时，应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺，以留有余量。

　　5、光栅尺位移传感器检查

　　光栅线位移传感器安装完毕后，可接通数显表，移动工作台，观察数显表计数是否正常。

　　在机床上选取一个参考位置，来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表与数显表同时调至零（或记忆起始数据），往返多次后回到初始位置，观察数显表与千分表的数据是否一致。

　　通过以上工作，光栅传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲，铁屑、切削液及油污较多。因此，光栅传感器应附带加装护罩，护罩的设计是按照光栅传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定，护罩通常采用橡皮密封，使其具备一定的防水防油能力。

　　三、光栅尺位移传感器使用注意事项

　　（1）光栅尺传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。

　　（2）尽可能外加保护罩，并及时清理溅落在尺上的切屑和油液，严格防止任何异物进入光栅传感器壳体内部。

　　（3）定期检查各安装联接螺钉是否松动。

　　（4）为延长防尘密封条的寿命，可在密封条上均匀涂上一薄层硅油，注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。

　　（5） 为保证光栅尺传感器使用的可靠性，可每隔一定时间用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面，保持玻璃光栅尺面清洁。

　　（6） 光栅传感器严禁剧烈震动及摔打，以免破坏光栅尺，如光栅尺断裂，光栅传感器即失效了。

　　（7） 不要自行拆开光栅传感器，更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距，否则一方面可能破坏光栅传感器的；另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦，损坏铬层也就损坏了栅线，以而造成光栅尺报废。

　　（8） 应注意防止油污及水污染光栅尺面，以免破坏光栅尺线条纹分布，引起测量误差。

　　（9） 光栅传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作，以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面，破坏光栅尺质量。

常见故障现象及判断方法
     1、接电源后数显表无显示
     （1）检查电源线是否断线，插头接触是否良好。
     （2）数显表电源保险丝是否熔断。
     （3）供电电压是否符合要求。
     2、数显表不计数
     （1）将传感器插头换至另一台数显表，若传感器能正常工作说明原数显表有问题。
     （2）检查传感器电缆有无断线、破损。
     3、数显表间断计数
     （1）检查光学尺安装是否正确，光学尺所有固定螺钉是否松动，光学尺是否被污染。
     （2）插头与插座是否接触良好。
     （3）光学尺移动时是否与其他部件刮碰、摩擦。
     （4）检查机床导轨运动副是否过低，造成光栅工作间隙变化。
     4、数显表显示报警
     （1）没有接光学尺
     （2）光学尺被污染。
     5、光学尺移动后只有末位显示器闪烁
     （1）A或B相无信号或不正常只有一相信号。
     （2）有一路信号线不通。
     （3）光敏三极管损坏
     6、移动光栅传感器只有一个方向计数，而另一个方向不计数（即单方向计数）
     （1）光栅传感器A、B信号输出短路.
     （2）光栅传感器A、B信号移相不正确。
     （3）数显表有故障。
     7、读数头移动发出吱吱声或移动困难
     （1）密封胶条有裂口。
     （2）指示光栅脱落，标尺光栅严重接触摩擦。
     （3）下滑体滚珠脱落。
     （4）上滑体严重变形。
     8、新光栅传感器安装后，其显示值不准
     （1）安装基面不符合要求。
     （2）光学尺尺体和读数头安装不合要求。
     （3）严重碰撞使光栅副位置变化。

光栅尺的用途：
在精密机械加工行业和精密位移测量时常采用光栅尺做为测量传感器，其后直接接入二次仪表，或数控系统进行位移测量。测量的主要有传感器决定。随着电子技术和单片机技术的发展，光栅尺在位移测量系统将得到更广泛应用，并逐步向智能化方向转化。该测量系统采用光栅移动产生的己倍频细分及数字化的输出讯号与电子电路相结合来完成对位移量的自动测量，它具有判别光栅移动方向、预置初值、实现自动定位控制及过限报警、自检和掉电保护以及误差修正等功能。该产品已形成多种系列，品种齐全，制作精巧，技术精良，可供不同规格的各类机床、仪器数字化改造选用，量程从30毫米至3米，几乎覆盖全部金属切削机床的行程。还可根据用户的特殊需要进行特殊制作。

光栅尺基本原理

光栅尺的工作原理，是由一对光栅副中的主光栅（即标尺光栅）和副光栅（即指示光栅）进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间（或明暗相间）的规则条纹图形，称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白（或明暗）相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大器放大，整形电路整形后，得到两路相差为90o的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。光栅尺的传感头分为下滑体和读数头两部分。下滑体上固定有五个定位的微型滚动轴承沿导轨运动，保证运动中指示光栅与主栅尺之间保持准确夹角和正确的间隙。读数头内装有前置放大和整形电路。读数头与下滑体之间采用刚柔结合的联接方式，既保证了很高的可靠性，又有很好的灵活性。读数头带有两个联接孔，主光栅尺体两端带有安装孔，将其分别安装在两个相对运动的两个部件上，实现主光栅尺与指示光栅之间的运动进行线性测量。