直線光柵尺與圓光柵尺的區(qū)別解析
更新時間：2025-06-23 點擊次數(shù)：421次
在精密測量領(lǐng)域，直線光柵尺和圓光柵尺都扮演著極為重要的角色，但二者在多個方面存在著明顯區(qū)別。
從測量對象來看，直線光柵尺主要用于對直線位移的測量。它能夠精準地確定物體在直線方向上的位置變化，比如在數(shù)控機床的工作臺上，直線光柵尺可以實時監(jiān)測刀具或工件在X、Y、Z等直線軸向上的移動距離，為加工精度提供保障。其測量軌跡是沿著直線進行的，適用于各種需要直線位置反饋的場合，像自動化生產(chǎn)線上的物料直線輸送定位、精密儀器的直線導(dǎo)軌位移測量等。而圓光柵尺則是針對角位移測量設(shè)計的。它常被安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，用于測量物體旋轉(zhuǎn)的角度，例如在電機的轉(zhuǎn)子上安裝圓光柵尺，就可以精確地知曉電機轉(zhuǎn)動的角度信息，在機器人的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度測量、天文望遠鏡的俯仰和方位角測量等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，其測量圍繞的是圓周方向的角位移。
在結(jié)構(gòu)特點上，直線光柵尺一般由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成，標(biāo)尺光柵通常是一條刻有均勻密集刻線的長條形玻璃或金屬基體，指示光柵則相對較小且安裝在需要讀取位置信息的運動部件上，二者相對運動時，通過光學(xué)原理產(chǎn)生莫爾條紋，依據(jù)條紋的變化來測定位移。其長度可根據(jù)測量行程需求進行選擇定制，具有較好的靈活性。圓光柵尺外形呈圓形，上面刻有輻射狀的刻線，這些刻線圍繞著圓心分布，當(dāng)圓光柵尺隨著旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動時，通過光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)捕捉刻線變化來確定角位移，它的直徑大小根據(jù)具體的測量精度和安裝空間要求等因素來確定。
在測量精度方面，直線光柵尺的精度主要體現(xiàn)在直線位移的分辨力上，常見的分辨力可以達到微米甚至納米級別，能夠滿足高精度的直線加工和定位要求。不過其精度可能會受到環(huán)境溫度變化、安裝平行度等因素的影響。圓光柵尺的精度則側(cè)重于角位移的分辨能力，同樣能實現(xiàn)很高的精度，如在精密角度定位系統(tǒng)中可精確到幾分之一度甚至更小的角度變化，但它也受溫度、軸系晃動等因素干擾。并且由于圓光柵尺是角度測量，在換算成直線位移時（比如通過半徑與角度關(guān)系計算圓周上的直線位移），還會引入額外的計算誤差因素。
在安裝方式上，直線光柵尺通常是沿著被測直線方向安裝在固定的導(dǎo)軌和移動部件之間，要保證其與導(dǎo)軌的平行度和平整度，安裝相對較為復(fù)雜，且占用一定的直線空間。圓光柵尺一般是套在旋轉(zhuǎn)軸上，通過聯(lián)軸器等方式與旋轉(zhuǎn)部件相連，安裝時重點要保證其與旋轉(zhuǎn)軸的同軸度，對安裝空間的要求主要是圍繞旋轉(zhuǎn)軸的徑向空間。
總之，直線光柵尺和圓光柵尺因其測量對象、結(jié)構(gòu)、精度及安裝方式等方面的不同，各自適用于不同的測量場景，共同為工業(yè)自動化、精密制造等領(lǐng)域的位移測量提供有力支持。
