光栅测量系统的几个关键问题

在20世纪80年代后期，栅距为10μm的透射光栅LID351(分辨率为0.05μm)，其间隙要求就比较严格(0.1±0.015)mm。由于采用了新的干涉测量原理，对纳米级的衍射光栅安装公差就放得比较宽，仪器计量例如指示光栅和标尺光栅之间的间隙和平行度都很宽(见表1)。

 表1 指示光栅和标尺光栅之间的间隙和平行度  光栅型号－信号周期(μm)－分辨率(nm)－间隙(mm)－平行度(mm) LIP372－0.218－1－0.3－±0.02 LIP471－2－5－0.6－±0.02 LIP571－4－50－0.5－±0.06  只有衍射光栅LIP372的栅距是0.512μm，经光学倍频后，信号周期为0.128μm,其它栅距均为8μm和4μm，校验经光学二倍频后得到的信号周期为4μm和2μm，其分辨率为5nm和50nm，系统准确度为±0.5μm和±1μm，速度为30m/min。

LIF系列栅距是8μm,分辨率0.1μm,准确度±1μm，速度为72m/min。其载体为温度系数近于零的玻璃陶瓷或温度系数为8ppm/K的玻璃。衍射光栅LF系列是闭式光栅尺，其栅距为8μm,信号周期为4μm，测量分辨率0.1μm,系统准确度±3μm和±2μm，大速度60m/min，测量长度达3m,载体采用钢尺和钢膨胀系数(10ppm/K)一样的玻璃。

光栅测量系统的几个关键问题

测量准确度(精度)  光栅线位移传感器的测量准确度，首先取决于标尺光栅刻线划分度的计量校准质量和指示光栅扫描的质量(栅线边沿清晰至关重要)，其次才是信号处理电路的质量和指示光栅沿标尺光栅导向的误差。