光柵尺與傳統測量工具在原理、結構及應用方式上存在明顯差異,這些差異決定了精密測量領域具有特別優勢。傳統測量工具主要包括游標卡尺、千分尺、高度尺及刻度尺等,它們依賴機械刻度與人工讀數進行判斷,測量精度受限于刻線寬度、目視分辨力及操作者的經驗。測量過程多為接觸式,需要通過夾持或移動部件與被測物體直接接觸,易產生壓痕、變形或引入阿貝誤差,且讀數過程易受視角與光線影響,導致重復性與一致性受限。
基于光學原理,通過光柵副的相對移動產生莫爾條紋,再由光電轉換器件將條紋變化轉為電信號,經細分與計數得到位移量。它是一種非接觸或低接觸式的數字化測量裝置,輸出信號可直接與數控系統、數據采集設備連接,實現自動測量與閉環控制。由于測量過程由光學與電子系統完成,避免了人工讀數的主觀偏差,且分辨力與精度由光柵刻線密度與信號處理電路決定,可在較寬量程內保持高一致性。
在精度方面,優勢體現在分辨力與穩定性。傳統工具的極限分辨力通常依賴人眼對刻線的分辨,難以突破某一閾值,而光柵尺通過電子細分可將位移量細化為微米甚至更高量級,重復測量誤差小,適合對精度要求嚴格的機床、坐標測量機及自動化設備。在環境適應性上,采用封閉式或特殊涂層結構,可抵御切屑、油污與灰塵侵入,在車間環境中仍能穩定工作,傳統工具在惡劣條件下易受損或讀數失準。
測量效率方面,可實時輸出位移數據,與數控系統聯動實現自動定位與反饋控制,省去人工讀數、記錄與輸入的環節,縮短測量與加工周期。傳統工具需逐次人工操作,測量速度受限于操作者熟練度,且在批量檢測中效率低、勞動強度大。它的數據可直接存儲與傳輸,便于統計分析、質量追溯與過程優化,傳統工具的結果多為紙質或手工錄入,易出錯且不利于信息化管理。
在安裝與使用上,對安裝面的平直度與固定方式有要求,但只要按規范布置,即可在長期運行中保持精度穩定。傳統工具需定期檢定刻線磨損與零位誤差,且因機械磨損與人為磕碰易產生偏差。數字化特性還便于與多種測量模式結合,可在斷電后保持位置信息或實現快速回零,提升設備可用性與安全性。
光柵尺與傳統測量工具的主要區別在于原理的非機械數字化、測量的高分辨與高穩定性、結果的自動輸出與信息化管理。其優勢在于精度高、重復性好、環境適應性強、測量效率高且易于集成到自動化系統,特別適合現代制造業與精密工程對高效、可靠、可追溯測量的需求,正在逐步取代傳統工具在關鍵測量環節的地位。