光栅尺和编码器介绍
光栅尺和编码器的区别
光栅尺和编码器的区别下面将详细探讨光栅尺和编码器的区别。
首先，我们将介绍两者的基本概念，然后通过比较它们的特性和应用来展示它们的差异。
一、基本概念1、光栅尺：光栅尺是一种利用光栅和光电检测技术进行测量或位置反馈的装置。
其工作原理是利用一对相对移动的光栅，通过测量光栅的相对位移来计算物体的位置或位移。
2、编码器：编码器是一种用于测量旋转角度或位置的装置。
它通过读取旋转编码器的脉冲数来测量旋转角度或位置。
编码器可以用于许多不同的应用，例如电机控制、机器人定位等。
二、特性比较1、分辨率：光栅尺的分辨率通常高于编码器。
由于光栅尺采用高精度光栅，其分辨率可以非常高，达到微米甚至纳米级别。
而编码器的分辨率通常较低，一般只有几十到几百个脉冲。
2、线性度：光栅尺的线性度通常优于编码器。
由于光栅尺采用一对相对移动的光栅，其测量结果不受机械误差的影响，因此其线性度很高。
而编码器的线性度受限于编码器的设计以及使用环境的影响，可能会有一些误差。
3、环境适应性：光栅尺对环境的变化较为敏感，例如温度、湿度和机械振动等，这些因素都可能影响光栅尺的测量精度。
而编码器对环境的变化不太敏感，因此更适合在恶劣环境下使用。
4、成本：一般来说，光栅尺的成本高于编码器。
光栅尺需要精密加工和制造，而且需要高质量的光电检测器。
编码器虽然也需要一定程度的加工和制造，但其结构相对简单，成本较低。
三、应用比较1、测量与反馈控制：在测量和反馈控制方面，光栅尺是一种常见的位置传感器。
它被广泛应用于各种高精度测量和反馈控制应用中，例如机床、运动控制系统等。
编码器则通常用于电机控制和机器人定位等应用中，通过读取编码器的脉冲数来控制电机的旋转角度或位置。
2、速度和位置控制：在速度和位置控制方面，编码器和光栅尺都可以使用。
但是，由于编码器的线性度和精度较低，它通常被用于低精度应用中，例如速度控制或简单位置控制。
而光栅尺则更适合高精度应用，例如高速运动控制系统或精密加工设备。
光栅尺和编码器介绍
光栅与编码器介绍位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m 达到30m和100m。
光栅尺和编码器介绍
光栅与编码器介绍位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m 达到30m和100m。
光栅、编码器基本知识
光栅、编码器基本知识位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m 达到30m和100m。
光栅尺和编码器介绍
光栅与编码器介绍位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m 达到30m和100m。
编码器和光栅尺不同步的原因
编码器和光栅尺不同步的原因编码器和光栅尺是机械加工中常用的测量工具，它们都可以用来测量物体的位置和运动状态。
然而，在实际应用中，我们有时会发现编码器和光栅尺的测量结果不同步，这会导致机器的精度下降，甚至出现故障。
那么，编码器和光栅尺不同步的原因是什么呢？首先，我们需要了解编码器和光栅尺的工作原理。
编码器是一种通过测量旋转或线性运动来确定位置的传感器。
它通常由一个光电传感器和一个旋转或线性编码盘组成。
当编码盘旋转或移动时，光电传感器会检测到编码盘上的光栅条纹，并将其转换为数字信号输出。
光栅尺也是一种测量位置和运动状态的传感器，它由一个光栅条纹和一个读头组成。
当物体移动时，光栅条纹会通过读头被检测到，并转换为数字信号输出。
那么，为什么编码器和光栅尺的测量结果会不同步呢？一种可能的原因是机械结构的松动或变形。
由于机械部件的松动或变形，编码器和光栅尺的测量位置可能会发生偏移，导致测量结果不同步。
此外，机器的振动和冲击也可能会导致编码器和光栅尺的测量结果不同步。
在机器运行时，振动和冲击会使机械部件发生微小的位移，从而影响编码器和光栅尺的测量结果。
另一个可能的原因是信号处理电路的故障。
编码器和光栅尺的测量结果需要经过信号处理电路进行处理和放大，然后才能输出到控制系统中。
如果信号处理电路出现故障，就会导致编码器和光栅尺的测量结果不同步。
此外，信号处理电路的干扰和噪声也可能会影响编码器和光栅尺的测量结果。
最后，编码器和光栅尺的不同步还可能与控制系统的参数设置有关。
控制系统需要根据编码器和光栅尺的测量结果来控制机器的运动，如果控制系统的参数设置不正确，就会导致编码器和光栅尺的测量结果不同步。
例如，如果控制系统的采样周期设置过长，就会导致编码器和光栅尺的测量结果滞后，从而影响机器的精度和稳定性。
综上所述，编码器和光栅尺不同步的原因可能与机械结构的松动或变形、信号处理电路的故障、振动和冲击以及控制系统的参数设置有关。
光栅尺工作原理
光栅尺工作原理
光栅尺是一种非接触式的测量仪器，它主要用于精密机械加工、测量和运动控制领域。
其工作原理是基于摩擦原理、光学原理和电学原理。
通常，光栅尺由光栅编码器、读数头、信号处理器、显示器和上位机等组成。
光栅编码器是光栅尺的核心部件，它利用光学原理将长度间隔等信息转化为光学信号。
光栅尺中常用的光栅编码器主要有反射式和透射式两种。
反射式光栅编码器由光栅和检测器组成，光栅贴在测量物体上，当物体移动时，光栅上的刻线就会使反射光在空气中产生相位差，进而在检测器中形成光强变化，由光电检测器转化为电信号，表示出位移数值。
透射式光栅编码器由透过的光栅和透光窗口组成，光线从窗口透过到光栅中，这时在光栅中将产生交替的明暗条纹，此时在另一侧与光栅一起设立的光电检测器接受到光信号，并将其转化为电信号输出，表示出位移数值。
读数头接收到编码器的电信号后，将其处理成标准的数字信号，再由信号处理器将这些数字信号转化为位移数值，并通过显示器或上位机进行显示和处理。
光栅尺的精度在一定程度上依赖于光电检测器和信号处理器的性能。
总的来说，光栅尺通过光学原理和电学原理将运动物体的位移量转换为数字信号，然后将其进行处理和显示，提供高精度和可靠的运动控制和测量结果。
它广泛应用于机床、加工中心、印刷机、机器人等精密运动控制领域。
编码器与光栅
第4章光电式传感器
2．辨向原理 为了辨别主光栅是向左还是向右移动，可在相隔1/4条纹间的位置上 安装两只光敏元件，这两只光敏元件输出信号 U1 、 U2 的相位差将为 π/2 ， 可以根据它们超前/滞后的关系判别出指示光栅的移动方向，如下图所示。 两种信号经整形后得到方波U1/ 和U2/。U2/ 作为门控信号同U1/的微 分信号一起输入到与门Y1、同U1/倒 相后的微分信号一起输入到与门Y2。 光栅右移时，U2/超前U1/，则先于 U1/的微分信号打开了Y1，可从Y1得 到向右移动脉冲输出（Y1称为右移 动脉冲输出端）；而U1/倒相后的微 分信号到达Y2时Y2已关闭，则Y2 （左移动脉冲输出端）没有输出， 反之亦然。这样就实现了主光栅左 右移动的方向辨别和移动脉冲的输 出。
传感器与检测技术
Sensor and Detection Technology
朱启兵 zhuqib@
传感器与检测技术
第4章 光电式传感器
4.2.1
4.2.2 1.2
光电码盘 光 栅
2/48
第4章光电式传感器
4.2.1 光电码盘
编码器主要分为脉冲盘式和码盘式两大类：
脉冲盘式编码器不能直接输出数字编码，需要增加有关数字电路才可 能得到数字编码。而码盘式编码器能直接输出某种码制的数码 (后面将详 细说明)。这两种形式的数字传感器，由于它们具有高精度、高分辨率和 高可靠性，已被广泛应用于各种位移量的测量。目前，使用最多的是光 电编码器，本节将重点予以介绍。 码盘式编码器也称为绝对编码器，它将角度或直线坐标转换为数字编 码，能方便地与数字系统(如微机)联接。编码器按其结构可分为接触式、 光电式和电磁式三种，后两种为非接触式编码
4222048第4章光电式传感器尺身安装孔反射式扫描头与移动部件固定扫描头安装孔可移动电缆光栅的外形及结构防尘保护罩的内部为长磁栅2148第4章光电式传感器扫描头与移动部件固定光栅尺可移动电缆光栅的外形及结构续2248第4章光电式传感器莫尔条纹的光学放大作用在透射式直线光栅中把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起中间留有很小的间隙并使两者的栅线保持很小的夹角
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光栅与编码器介绍位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m 达到30m和100m。
二、光栅测量技术发展的回顾计量光栅技术的基础是莫尔条纹（Moire fringes），1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值，直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。
1950年德国Heidenhain首创DIADUR复制工艺，也就是在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺，这才能制造高精度、价廉的光栅刻度尺，光栅计量仪器才能为用户所接受，进入商品市场。
1953年英国Ferranti公司提出了一个4相信号系统，可以在一个莫尔条纹周期实现4倍频细分，并能鉴别移动方向，这就是4倍频鉴相技术，是光栅测量系统的基础，并一直广泛应用至今。
德国Heidenhain公司1961年开始开发光栅尺和圆栅编码器，并制造出栅距为4μm（250线/mm）的光栅尺和10000线/转的圆光栅测量系统，能实现1微米和1角秒的测量分辨力。
1966年制造出了栅距为20μm（50线/mm）的封闭式直线光栅编码器。
在80年代又推出AURODUR工艺，是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅。
并在光栅一个参考标记（零位）的基础上增加了距离编码。
在1987年又提出一种新的干涉原理，采用衍射光栅实现纳米级的测量，并允许较宽松的安装。
1997年推出用于绝对编码器的EnDat双向串行快速连续接口，使绝对编码器和增量编码器一样很方便的应用于测量系统。
现在光栅测量系统已十分完善，应用的领域很广泛，全世界光栅直线传感器的年产量在60万件左右，其中封闭式光栅尺约占85%，开启式光栅尺约占15%。
三、当今采用的光电扫描原理及其产品系列光栅根据形成莫尔条纹的原理不同分为几何光栅（幅值光栅）和衍射光栅（相位光栅），又可根据光路的不同分为透射光栅和反射光栅。
光米级和亚微米级的光栅测量是采用几何光栅，光栅栅距为100μm至20μm远于光源光波波长，衍射现象可以忽略，当两块光栅相对移动时产生低频拍现象形成莫尔条纹，其测量原理称影像原理。
纳米级的光栅测量是采用衍射光栅，光栅栅距是8μm或4μm，栅线的宽度与光的波长很接近，则产生衍射和干涉现象形成莫尔条纹，其测量原理称干涉原理。
现以Heidenhain产品采用的3种测量原理介绍如下。
1.具有四场扫描的影像测量原理（透射法）采用垂直入射光学系统均为4相信号系统，是将指示光栅（扫描掩膜）开四个窗口分为4相，每相栅线依次错位四分之一栅距，在接收的4个光电元件上可得到理想的4相信号，这称为具有四场扫描的影像测量原理。
Heidenhain的LS系列产品均采用此原理，其栅距为20μm，测量步距为0.5μm，准确度为±10、±5、±3μm三种，最大测量长度3m，载体为玻璃。
2.有准单场扫描的影像测量原理（反射法）反射标尺光栅是采用40μm栅距的钢带，指示光栅（扫描掩膜）用二个相互交错并有不同衍射性能的相位光栅组成，这样一来，一个扫描场就可以产生相移为四分之一栅距的四个图象，称此原理为准单场扫描的影象测量原理。
由于只用一个扫描场，标尺光栅局部的污染使光场强度的变化是均匀的，并对四个光电接收元件的影响是相同的，因此不会影响光栅信号的质量。
与此同时，指示光栅和标尺光栅的间隙和间隙公差能大一些。
Heidenhain LB和LIDA系列的金属反射光栅就是采用这一原理。
LIDA系列开式光栅其栅距为40μm和20μm，测量步距0.1μm，准确度有±5μm、±3μm，测量长度可达30m，最大速度480m/min。
LB系列闭式光栅栅距都是40μm，最大速度可达120m/min。
3.单场扫描的干涉测量原理对于栅距很小的光栅，指示光栅是一个透明的相位光栅，标尺光栅是自身反射的相位光栅，光束是通过双光栅的衍射，在每一级的诸光束相互干涉，就形成了莫尔条纹，其中+1和-1级组干涉条纹是基波条纹，基波条纹变化的周期与光栅的栅距是同步对应的。
光调制产生3个相位相差120°的测量信号，由3个光电元件接收，随后又转换成通用的相位差90°的正弦信号. Heidenhain LF、LIP、LIF系列光栅尺是按干涉原理工作，其光栅尺的载体有钢板、钢带、玻璃和玻璃陶瓷，这些系列产品都是亚微米和纳米级的，其中最小分辨力达到1纳米。
在80年代后期栅距为10μm的透射光栅LID351（分辨力为0.05μm）其间隙要求就比较严格为（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，例如指示光栅和标尺光栅之间的间隙和平行度都很宽（表1所示）。
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，其他栅距均为8μm和4μm，经光学二倍频后得到的信号周期为4μm和2μm，其分辨力为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，分辨力0.1μm，准确度±1μm，速度为72m/min。
其载体为温度系数近于0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，测量分辨力0.1μm，系统准确度±3μm和±2μm，最大速度60m/min，测量长度达到3m，载体采用钢尺和钢膨胀系数（10ppm/K）一样的玻璃。
四、光栅测量系统的几个关键问题1.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。
影响光栅尺测量准确度的是在光栅整个测量长度上的位置偏差和光栅一个信号周期内的位置偏差。
光栅尺的准确度（精度）用准确度等级表示，Heidenhain定义为：在任意1m测量长度区段内建立在平均值基础上的位置偏差的最大值Fmax均落在±α（μm）之内，则±α为准确度等级。
Heidenhain准确度等级划分为：±0.1、±0.2、±0.5、±1、±2、±3、±5、±10和±15μm。
由此可见Heidenhain光栅尺的准确度等级和测量长度无关，这是很高的一个要求，现在还没有见到其他生产厂家能够达到这一水平。
现在Heidenhain玻璃透射光栅和金属反射光栅的栅距只采用20μm和40μm，对衍射光（1nm光栅除外）光学二倍频后信号周期为2μm和4μm。
Heidenhain 栅栅距采用4μm和8μm，要求开式光栅一个信号周期的位置偏差仅为±1%，闭式光栅仅为±2%，光栅信号周期及位置偏差见表2。
表2--------------------------------------------------------------------光栅类别信号周期（μm）一个信号周期内的位置偏差（μm）--------------------------------------------------------------------几何光栅20和40 开启式光栅尺±1%，即±0.2~±0.4封闭式光栅尺±2%，即±0.4~±0.8--------------------------------------------------------------------衍射光栅2和4 开启式光栅尺±1%，即±0.02~±0.04封闭式光栅尺±2%，即±0.02~±0.08--------------------------------------------------------------------2.信号的处理及栅距的细分光栅的测量是将一个周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合在一起，也就是说在栅距的一个周期内将栅距细分后进行绝对的测量，超过周期的量程则用连续的增量式测量。
为了保证测量的精度，除了对光栅的刻划质量和运动精度有要求外，还必须对光栅的莫尔条纹信号的质量有要求，因为这影响电子细分的精度，也就是影响光栅测量信号的细分数（倍频数）和测量分辨力（测量步距）。
栅距的细分数和准确性也影响光栅测量系统的准确度和测量步距。
对莫尔条纹信号质量的要求主要是信号的正弦性和正交性要好；信号直流电平漂移要小。
对读数头中的光电转换电路和后续的数字化插补电路要求频率特性好，才能保证测量速度大。
Heidenhain有专门为光栅传感器和CNC相联结设计了光栅倍频器，也就是将光栅传感器输出的正弦信号（一个周期是一个栅距）进行插补和数字化处理后给出相位相差90°的方波，其细分数（倍频数）有5、10、25、50、100、200和400，再考虑到数控系统的4倍频后对栅距的细分数有20、40、100、200、400、800和1600，能实现测量步距从1nm到5μm，倍频数选择取决于光栅信号一个栅距周期的质量。