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大多數(shù)海德漢公司的光柵尺或編碼器都用光電掃描原理。光電掃描測量基準(zhǔn)是非接觸式掃描，因此無磨損。這種光電掃描方法能檢測到非常細(xì)的線條，通常不超過幾微米寬，而且能生成信號周期很小的輸出
信號。
測量基準(zhǔn)的柵距越小，光電掃描的衍射現(xiàn)象越嚴(yán)重。海德漢角度編碼器采用兩種掃描方法：
• 成像掃描原理用于20 µm至40 µm的柵距
• 干涉掃描原理用于更小柵距的光柵，例如，8 µm。

成像掃描原理
簡單的說，成像掃描原理是采用透射光生成信號：兩個具有相同或相近柵距的測量基準(zhǔn)和掃描掩模彼此相對運動。掃描掩膜的基體是透明的，而作為測量基準(zhǔn)的光柵可以是透明的也可以是反射的。

當(dāng)平行光穿過一個光柵時，在一定距離處形成明/暗區(qū)。掃描光柵就位于該位置。當(dāng)兩個光柵相對運動時，穿過光柵的光得到調(diào)制。如果狹縫對齊，則光線穿過。如果一個光柵的刻線與另一個光柵的狹縫對
齊，光線無法通過。光電池組將這些光強變化轉(zhuǎn)化成電信號。特殊結(jié)構(gòu)的掃描掩膜將光強調(diào)制為近正弦輸出信號。

柵距越小，掃描掩膜和光柵尺帶間的間距越小，公差越嚴(yán)。成像掃描的10 µm或更大柵距的編碼器允許的編碼器安裝公差相對
較大。
例如，采用成像掃描原理的ERA系列角度編碼器。

干涉掃描原理

 

干涉掃描原理是利用精細(xì)光柵的衍射和干涉形成位移的測量信號。階梯狀光柵用作測量基準(zhǔn)：高度0.2 µm的反光線刻在平反光面中。光柵尺帶的前方是掃描掩膜，其柵距與光柵尺帶的柵距相同，是透射相位光柵。

 

光波照射到掃描掩膜時，光波被衍射為三束光強近似的光：-1、0和+1。光柵尺帶衍射的光波中，反射的衍射光中光強QIANG的光束為+1和-1。這兩束光在掃描掩膜的相位光柵處再次相遇，又一次被衍射和干涉。它也形成三束光，并以不同的角度離開掃描掩膜。光電池將這些交變的光強信號轉(zhuǎn)化成電信號。

 

掃描掩膜與光柵尺帶的相對運動使級的衍射光產(chǎn)生相位移：當(dāng)光柵移過一個柵距時，前一級的+1衍射光在正方向上移過一個光波波長，-1衍射光在負(fù)方向上移過一個光波波長。由于這兩個光波在離開掃描光柵時將發(fā)生干涉，光波將彼此相對移動兩個光波波長。也就是說，相對移動一個柵距可以得到兩個信號周期。

 

例如，干涉光柵尺的柵距一般為8 µm、•4•µm甚至更小。其掃描信號基本沒有高次諧波，能進行高倍頻細(xì)分。因此，這些光柵尺特別適用于小測量步距和高精度應(yīng)用。
例如，采用干涉掃描原理的ERP系列角度編碼器。