什么是光栅尺的栅距、信号周期、测量步距和分辨率

对于初次接触或使用光栅尺产品的技术人员来说，经常会问及光栅尺栅距对的概念，也容易混淆光栅尺栅距与实际测量分辨率之间的关系。不同品牌的选项样册里面有不同的侧重，例如海德汉的选型样册里主要强调栅距和测量步距；PRECIZIKA和FAGOR 样册里面主要强调分辨率。

因此了解光栅尺，首先应该分清楚光栅尺栅距（Grating period），信号周期（Signal Period）测量步距（Measuring step）和分辨率（Resolution）的概念以及内在关系。

光栅尺的栅距，我们也会称为光栅尺的物理栅距，英文表述为：Grating period，德语表述为：Teilungsperiode （为了更好理解概念，小编注明下英语和德语，如果看品牌厂家的原文样本，千万不要混淆翻译）。光栅（Grating）是指光栅尺或编码器的测量基准，即一种周期刻线。光学编码器一般有两类基体，即金属尺带和玻璃尺。光栅是在金属或玻璃尺上，制作的一系列条纹和狭缝，一个条纹和一个狭缝的宽度称为栅距，常见栅距20μm、40μm。例如海德汉公司注册了几项精密光栅的商标，包括：

AURODUR：在镀金钢带上蚀刻线条，典型栅距40 µm；

METALLUR：抗污染的镀金层金属线，典型栅距20 µm；

DIADUR：玻璃基体的超硬铬线（典型栅距20 µm）或玻璃基体的三维铬线格栅（典型栅距8 µm）；

SUPRADUR相位光栅：光学三维平面格栅线条；超强抗污能力；典型栅距不超过8 µm；

OPTODUR相位光栅：光学三维平面格栅线条，超高反光性能，典型栅距不超过2 µm。

光栅母版的制造需要用到的精密刻线机设备。刻制的光栅线条边缘是否清晰、均匀，是读数头光电扫描后是否可以输出高质量信号的关键。光栅尺光栅质量也是决定光栅尺精度的重要因素。

信号周期（Signal Period）：读数头每扫描一个栅距，就产生一个正弦波或方波信号周期，此信号再通过一个电子电路进行细分（读数头内置的或者外部细分盒），比如5，10，50，100倍的细分，所以可以达到很高的分辨率。

（正余弦和方波的信号周期）

测量步距（Measuring step/Messschritt）是指系统运动轴，能够运动的最小距离，对于1VPP信号，测量步距取决于外部细分信号。测量步距数是指位置信息通过计算自某点开始的增量数（测量步距数）获得。

分辨率（Resolution）是可测量的最小物理运动。 它被定义为单个计数的距离。 对于线性编码器，分辨率以 µm/count 或 nm/count 表示； 对于旋转编码器，分辨率值以计数/转、弧秒/计数或微弧度/计数来衡量。分辨率的含义等同于测量步距。只是不同的厂家对概念的使用习惯不同。比如海德汉体系的一遍表述为测量步距，PRECIZIKA体系的表述为分辨率。

分辨率可以通过栅距和细分倍频数计算得出，这里的细分倍频数指的是光栅尺内部细分和外部电子细分的总和，一般厂家所指的分辨率（测量步距）包含了外部在后续电子电路中4倍频细分后，包括PRECIZIKA、海德汉、RSF，如没有特殊说明，其分辨率都是包含了后续电子电路中4倍细分后。例如光栅尺栅距40μm，内部细分倍频50倍，那么其分辨率为：40/（50*4）=0.2μm。

因此一般在计算光栅尺分辨率和测量步距时，大家可以使用：分辨率=栅距/细分倍频总和的方式。

以上提到的几个概念都是光栅尺的基本概念，根据这几项光栅尺的参数特征，可以分析确定光栅尺的功能和性能。在接下来的一些文章中，我们也会从实际应用原理的角度来介绍这些概念参数在光栅尺的实际应用中是如何发挥作用的。返回搜狐，查看更多

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