光栅尺的原理是什么？

这个问题很多次闪现在我的脑海中，也多次百度，但是都解释得不太清楚，或者一点都不形象，很难理解。

因为最近的项目上用到了1D Plus光栅尺（后续，我会专门写写这种光栅尺的应用），我又想起了这个基本的问题，这次，我通过多方的资源，对光栅尺，比以前有了更多的认识。

我们很多运动平台，都会用到光栅尺，用来做闭环控制，我想问一下，光栅尺的原理的是什么？

光栅尺啊，简单理解就是一把尺子。

打个比方，游标卡尺都用过吧，再或者卷尺用过吧，尺子上面有刻度，这些刻度作为基准，你只需要把要测的物件，和卡尺上的刻度做比较，就可以用来衡量长度、大小、深度等信息。

同样地，光栅尺上也有“刻度”，这种刻度叫光栅，是通过光刻刻在尺子上的，只不过，它不是通过人眼来读取信息，而是通过配套的读数头，来读取位置信息。

你的比喻，我明白了，但是实际原理是不是要复杂得多？

没错。实际原理确实复杂很多：光栅是在玻璃或钢带尺上，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20um。

读数头每扫描一个栅距，就产生一个正弦波信号周期，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。

比如，一个20um栅距，经过50倍细分，那一个周期就是0.4um，这就是厂商说的分辨率。

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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。

如果转换成方波信号，做4倍频细分，一个周期里有4个上升沿，这个时候的分辨率只对应着一个上升沿，也就是1/4周期（脉冲）。

需要注意的是，实际情况，光电探测器和LED在光栅尺的同一侧，都集成在读数头中。当光照射到光栅尺后，有一部分光会反射回去，然后通过聚焦镜，照射回光电探测器，形成电信号。