（一）光柵傳感器的結構

光柵傳感器的結構均由光源、主光柵、指示光柵、通光孔、光電元件這幾個主要部分構成。

1、光源

鎢絲燈泡，它有較小的功率，與光電元件組合使用時，轉換效率低，使用壽命短。半導體發光器件，如砷化鎵發光二極管，可以在 范圍內工作，所發光的峰值波長為 ，與硅光敏三極管的峰值波長接近，因此，有很高的轉換效率，也有較快的響應速度。

2、光柵付

由柵距相等的主光柵和指示光柵組成，指示光柵比主光柵要短很多。

主光柵和指示光柵相互重疊，但又不完全重合。兩者柵線間會錯開一個很小的夾角 ，以便于得到莫爾條紋。一般主光柵是活動的，它可以單獨地移動，也可以隨被測物體而移動，其長度取決于測量范圍。指示光柵相對于光電器件而固定。

3、通光孔

通光孔是發光體與受光體的通路，一般為條形狀，其長度由受光體的排列長度決定，寬度由受光體的大小決定。它是帖在指示光柵板上的。

4、受光元件

受光元件是用來感知主光柵在移動時產生莫爾條紋的移動，從而測量位移量。在選擇光敏元件時，要考慮靈敏度、響應時間、光譜特性、穩定性、體積等因素。

（二）莫爾條紋的形成和特點

1、長光柵的莫爾條紋

柵距相等的主光柵和指示光柵，在相距為其刻線面相對地重疊在一起，主光柵面與指示光柵面間留有距離為 的間隙，且主光柵與指示光柵錯開一個很小的角度 ，由于光的干涉效應，就會產生幾乎垂直于柵線的明暗相間的條紋，兩光柵線彼此重合，光線從間隙中通過，形成光亮帶；兩光柵線彼此錯開，光線就被遮檔不能通過，形成光暗帶。這些明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。莫爾條紋隨主光柵與指示光柵的相對左右移動而上下移動，莫爾條紋移動方向與光柵移動方向及主光柵和指示光柵的夾角。

由于莫爾條紋的方向與光柵移動的方向相差 ，即近似與柵線方向垂直，所以又稱為橫向莫爾條紋。橫向莫爾條紋有如下重要特點：

（1）平均效應

莫爾條紋是由大量柵線形成的，對光柵線的刻劃誤差有平均的作用，因而能在很大程度上消除短周期誤差對測量精度影響。

（2）對應關系

兩光柵沿與柵線垂直方向相對移動時，莫爾條紋沿柵線方向移動。兩光柵相對移動一個柵距 ，莫爾條紋對應地移動一個條紋間距 。利用這一嚴格一一對應關系，光電元件就能接收到對應的條紋數目，也就感知到了主光柵的位移量。

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