1.光栅尺原理

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。

以投射光栅为例讲解其原理

1）结构

光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床固定部件上，光栅读数头装在机床活动部件上，指示光栅装在光栅读数头中。右图所示的就是光栅尺的结构。

光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。光栅读数头结构形式很多，根据读数头结构特点和使用场合分为直接接收式读数头(或称硅光电池读数头、镜像式读数头、分光镜式读数头、金属光栅反射式读数头）。

2）原理

以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” （上图所示)。严格地说，莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以L表示；光栅尺的宽度用W表示。L≈W/θ（这里不推导公式，有专门的的论文计算）也就是说θ越小，放大倍数越明显。对于间距极小的光栅尺来讲，光电元件识别其宽度有困难，但是可以识别莫尔条纹的宽度，反过来，我们就可以把光栅尺的光栅间距做的更小，做的更加精准。

接着，探测器把这些条纹，转换成正弦波变化的电信号，再经过电路的放大和整形后，得到两个相位差90度的正弦波，或方波信号A和B。正弦波或方波的周期数，与移动距离成正比。尺体正向移动时，A信号超前B信号90度，尺体反向移动时，A信号滞后B信号90度。

紧接着为了提高精度，厂家会采用波形细分芯片，将正弦波转换为方波将分辨率人为再度提高。

将每一路正弦波细分为两个周期的脉冲，最小的分辨率就是原有的1/4

将每一路正弦波细分为5个周期的脉冲，最小的分辨率就是原有的1/10。

2.光栅尺的指标

1）光栅栅距   

2）解析度

现在的这个光栅栅距是20um，解析度是1um，也就是放大了20倍，那他的内部就有可能放大了10个周期。他每相应该是10个脉冲，一个脉冲对应2um，也就是0.002mm。对于WTB1来讲，我们目前用的是380mm，那她整个周期、每相应该发送190000个脉冲。最小测量单位是0.001mm。这个值才是光栅尺的解析度值。

在DAQmx中设置

DAQmxErrChk (DAQmxCreateCILinEncoderChan (gTaskHandle, "Dev1/ctr0", "", DAQmx_Val_X4, 0, 0, DAQmx_Val_AHighBHigh, DAQmx_Val_Meters, 0.004, 0.0, ""));

但是DAQmx读取VI的数据输出在一个编码器测量任务中是相同的不管解码类型设置为X1还是X4。他只读取你的每相的脉冲数，如果你只读下降沿，那么每次变化值为4*0.001mm；如果读A相的上升沿和下降沿，那么每次的变化值是2*0.001mm；如果读A相以及B相的上升沿和下降沿，那么每次的变化值是0.001mm；他只是决定了每次的变化量。

但是在STM32处理的时候，就比较清楚了。

（1）读A相下降沿一个脉冲读取一次，需要乘4倍最小解析度；

（2）读A相的上升沿和下降沿各读取一次，需要乘2倍最小解析度；

（3）如果读A相以及B相的上升沿和下降沿各读取一次，需要乘原有的最小解析度。