光栅尺测量系统主要由光源、透镜、标尺光栅、指示光栅、光敏元件和信号处理电路组成。信号处理电路又具有放大、整形和鉴向倍频功能。通常情况下，除标尺光栅与工作台装在一起随工作台移动外，光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个壳体内，做成一个单独部件固定在机床上。这个部件称为光栅读头，其作用是将莫尔条纹的信号转换成所需的电脉冲信号。当标尺光栅随工作台一起移动时，光源通过聚光镜后，透过标尺光栅和指示光栅形成忽明忽暗的莫尔条纹(光信号)；光敏元件把光信号转换成电信号，然后通过信号处理电路的放大、整形、鉴相倍频后输出或显示。为了测量转向，至少要放置两个光敏元件，两者相距1/4莫尔条纹节距，这样当莫尔条纹移动时，会得到两路信号相位相差π/2的波形；将输出信号送入鉴向电路，即可判断移动方向。

　　为提高光栅的分辨率，通常还用4倍频的方法细分。所谓4倍频细分，就是将莫尔条纹原来的每个脉冲信号，变为在0、π/2、π、3π/2时都有脉冲输出，从而使精度提高了4倍。若光栅栅距0.01mm，则工作台每移动0.0025mm，系统就会送出一个脉冲，即分辨率为0.0025mm。由此可见，光栅尺测量系统的分辨率不仅取决于光栅尺的栅距，而且取决于鉴相倍频的倍数n，即分辨率=栅距/n。

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