计量光栅读数头多相信号的获得方法

用光电器件探测莫尔条纹的移动，便可测出指示光栅的移动量。这里有两个问题必须解决：一是如何辨别指示光栅的移动方向，二是如何对莫尔条纹进行细分。通常的办法是采用在一个莫尔条纹宽度内均布4个光电探头，从而取出四相信号，然后再用电子信号处理的方法实现辨向和细分。因为取得多相信号的方法涉及光栅读数头的结构布局，这里综合地简述一下获得多相信号的两种方法。

①四分透镜法：从原理上说，只要能使莫尔条纹成多个像的方法都可以获得多相信号。用四分透镜（实质上就是4个不同轴的透镜）可以得到莫尔条纹的4个像，分别用4个光电组件去接收，就输出4个信号。图1就是采用四分透镜获得四个光栅信号的方案。四分透镜就是将1块透镜分隔为4份，如图1（b）所示，然后重新排列而成。当然也可以利用棱镜和反光镜获得分像效果。

1一聚光镜 2一指示光栅 3一四分透镜 4一狭缝 5一光电二极管

图1 四分透镜读数头

②列阵光电组件法：用多个光电组件排列在一起，去接收同一个莫尔条纹信号，就可以得到多个不同相位的信号。图2是采用四极硅光电池的情况。若要取得沟个信号，莫尔条纹宽度为B，则单个光电组件在条纹宽度方向上的尺寸为b=B/n。

图2 四极硅光电池