意大利GIVI光栅尺的光学原理

GIVI光栅尺是一种利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，主要作用是测量直线位移或者角位移。
GIVI光栅尺的其他相关信息如下：
GIVI光栅尺的读数头盒用阳极化挤压铝合金混合电路用于产生读数信号，精确的信号校正避免了任何不稳定（校正电阻替代了一般使用的分压器）。内部衬垫用于加强防护，双层保护避免任何污染物的渗透。不锈钢光栅的单层钢带制成标准的尺寸。尺座保证了光栅的位置，可以自由膨胀，在不太准确的安装情况下不会变形。屏蔽线由不锈钢编制线制成。截面积单股。橡胶垫用于光栅尺端部的保护。
GIVI光栅尺的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。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。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，则必须增加辅助密封装置。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上（如滑板）

光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位进行测量。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，在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅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精度。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。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。