数字式位移尺规由数字式位移传感器与计数表示器配套组成。

数字式位移传感器，其测量杆部与移动光栅固定相连，移动光栅与测量杆部同时移动，与移动光栅相隔一定位置设有固定光栅。各光栅按一定间隔印刷有明暗刻度。为了便于根据测量杆移动的方向（+，-方向）进行计数，A与B两个固定光栅，其中B光栅比较A光栅偏移1/4P（波长）。光源透过固定与移动2个光栅投射到感光元件。（图1）

如果移动光栅相对应固定光栅产生移动，通过固定光栅的光将会产生明暗的交替变化。此时可以得到2个同周期相位相差90゜的方波信号，根据信号间相位的超前或滞后，即可判断出测量杆移动的方向，进行计数的加，减计算得到测量的位移量。（图2）

数字式位移传感器的输出信号的1P（波长）有为4 μm（分辨率为1 μm型号）或40 μm（分辨率为10 μm型号）类型。计数器按4增倍处理，可将1P（波长）分为4份计算，即可得到1/4P的测量分辨率（1 μm或10 μm）。