光栅尺原理(直线位移传感器的工作原理)

增量式光栅和绝对式光栅

增量式光栅传感器和绝对式光栅传感器

1:增量式光栅测量系统

增量式光栅的测量原理是，当光源通过光栅对透射时，两个光栅标尺相对运动，可以形成一个摩尔条纹，可以进行计数和细分，得到周期内的位移变化，整个周期的绝对位置可以通过光栅上设定的参考点来确定。在增量式光栅位移测量系统中，首先要设置一个参考点，在一个信号周期内细分后，得到该周期内的绝对测量值，超过一个信号周期后，得到相对于参考点的相对测量值。只有将周期内的绝对位移和周期外的相对位移相加，才能得到最终的绝对位移。

增量式光栅传感器结构简单，平均机械寿命长，可靠性高，抗干扰能力强，传输距离长，精度高，成本低。然而，增量式光栅传感器也有一些缺点。增量光栅变送器只能输出轴旋转的相对位置，每次断电或重启都需要设置参考点。同时，信号处理方式存在一定的细分误差。

2:绝对光栅测量系统

绝对式光栅的测量原理是将输出信息与位置信息一一对应，每一位置给出的是一种特定的二进制编码，该编码是唯一的，与其他位置无关，在主光棚尺上将此位省编码刻划成 系列码道.

读取头可以通过读取代码来确定绝对位置。平行光束通过测量光栅，每个码道对应一组明暗信号，对应对应的二进制码。四组光电接收器的信号构成唯一的绝对位置二进制码，通过软件解调该码即可获得相应的绝对位置。

绝对光栅传感器重启后可以直接获得绝对位置。不需要进行参考点归零操作，位置计算在这个数字头中完成，简化了控制系统的设计，提高了系统的可靠性和工作效率。绝对光栅尺的关键技术问题是如何对光栅尺的位置进行编码和解码。目前，市场上许多使用多通道编码，这增加了制造成本，并且制造工艺标准远高于增量光栅。

3:国内外现状及产品

最近国外生产企业主要有德国的Heidenham公司、西班牙的Fager公司、日本的三丰公司、英国的雷尼绍公司等。其中，德国的Heidenham公司以生产高精度、高质量的光栅位移传感器而闻名，其产品接近世界总产量的一半，是光栅测量行业的领导者。国内主要生产企业有长春光机所、贵阳新田、青岛榕树光学、广州新和、廊坊莱格等。