1簡(jiǎn)介：
球柵尺（又叫球感尺、又有稱(chēng)球同步器的）是目前國(guó)際上一代長(zhǎng)度測(cè)量傳感器，他適用于各種機(jī)床的加工測(cè)量。他的優(yōu)點(diǎn)是：
（1）采用全密封結(jié)構(gòu)，球柵尺的高精度鋼球和線(xiàn)圈均被密閉，可以在水中或油中工作。
（2）尺體為金屬結(jié)構(gòu)，保護(hù)良好，不會(huì)因冷卻水、冷卻液、金屬粉末或塵土等的影響而污損，抗污染能力強(qiáng)。
（3）殼體剛性強(qiáng)、密封好，即使用噴清洗機(jī)床時(shí)，直接噴射到球柵尺也不會(huì)被損壞。
（4）基準(zhǔn)鋼球的線(xiàn)脹系數(shù)與鋼鐵相同，對(duì)車(chē)間溫度變化不敏感。
（5）能在強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)輻射條件下工作，可用于原子反應(yīng)堆。
（6）耐振動(dòng)、安裝簡(jiǎn)便、不用日常維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
球柵尺是利用導(dǎo)磁介質(zhì)量的變化實(shí)現(xiàn)電磁/磁電轉(zhuǎn)換。球柵尺的尺身是由高等級(jí)進(jìn)口無(wú)縫鋼管和若干個(gè)精密鋼球密閉組合而成。它由感應(yīng)器產(chǎn)生的電磁切割鋼管中的精密球，把它分割成2450份而每份5μ。由于球柵尺是密閉結(jié)構(gòu)，所以它是不怕油、水、灰塵，整體尺可做到8米、拼接可做30米。而且使用壽命長(zhǎng)、安裝簡(jiǎn)單、環(huán)境要求低。
球柵尺的安裝是十分簡(jiǎn)單的，一般是將球柵尺兩端用專(zhuān)用支架固定在機(jī)床上。讀數(shù)頭固定在機(jī)床的走刀架上，與球柵尺做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。有時(shí)小機(jī)床也可把讀數(shù)頭固定、球柵尺做運(yùn)動(dòng)。
3米以上的球柵尺（含3米），要在尺的中間加裝彈性支架。一般1.5米距離裝一個(gè)彈性支架。8米以下的（含8米）球柵尺不用接，8米以上的尺需要接長(zhǎng)。如10米的球柵尺要取兩根4.9米的鋼管、各在一端內(nèi)徑車(chē)扣。再取0.2米的鋼管一根,兩端都在外徑上車(chē)扣。然后它們都裝上等量的鋼球擰上即可。
安裝數(shù)顯表時(shí)要注意盡可能遠(yuǎn)離機(jī)床的電動(dòng)機(jī)。以避免產(chǎn)生不必要干擾信號(hào)由于球柵尺最長(zhǎng)可以做到30米，所以特別適合安裝在大型或超大型機(jī)床上。如龍門(mén)銑床、鏜床等。一般機(jī)床安裝球柵尺后可提高工效20%以上，鏜床精加工可節(jié)約工時(shí)30%。安裝球柵尺的成本90天即可收回。一臺(tái)重型9米立車(chē)平均提高工效38%，僅半年節(jié)約工時(shí)費(fèi)即達(dá)20萬(wàn)元，一臺(tái)英國(guó)鏜床半年節(jié)約工時(shí)達(dá)30萬(wàn)元之巨。
又由于它對(duì)安裝環(huán)境沒(méi)有要求，精度高、操作簡(jiǎn)單、耐使用。所以非常適合對(duì)老工業(yè)企業(yè)的各式機(jī)床的改造。可謂是一種投資少見(jiàn)效快的改造方案。
球柵采用電磁感應(yīng)技術(shù)，含讀數(shù)頭和尺身兩部分 .尺身是一根不銹鋼管，內(nèi)裝精密的鎳鎘合金球構(gòu)成。生產(chǎn)調(diào)試時(shí)，會(huì)對(duì)合金球加載一定的預(yù)緊力，使其緊密排列。讀數(shù)頭內(nèi)封裝有線(xiàn)圈組及電路，測(cè)量時(shí)，讀數(shù)頭沿尺身滑動(dòng)。
讀數(shù)頭內(nèi)線(xiàn)圈的排列情況:采集線(xiàn)圈共有6組，在一個(gè)球柵距內(nèi)，相同繞向的ABCD四個(gè)線(xiàn)圈組成一組，鑒于合金球是緊密排列的，相鄰的兩個(gè)A線(xiàn)圈間距是一定的，即為一個(gè)球距。采集線(xiàn)圈之外是激磁線(xiàn)圈。在一個(gè)球柵距內(nèi)，不同位置的合金球切割磁力線(xiàn)的截面積不同，因而磁導(dǎo)率會(huì)成周期性變化。線(xiàn)圈采集到的感應(yīng)電壓，亦隨之變化。
一個(gè)球柵距內(nèi)，不同位置的線(xiàn)圈，采集到的ABCD四向感應(yīng)信號(hào)幅值的變化。同組的四個(gè)線(xiàn)圈，位置需滿(mǎn)足一定要求，例如，當(dāng)一個(gè)感應(yīng)信號(hào)（如A）在波峰位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的另一個(gè)感應(yīng)信號(hào)（如C）應(yīng)在波谷位置。這對(duì)信號(hào)經(jīng)過(guò)差分混合產(chǎn)生如圖2b所示的信號(hào)（如A-C），這一中間信號(hào)與原始感應(yīng)信號(hào)有一定相位差。如A-C信號(hào)相位45度，而D-B信號(hào)的相位則滯后45度。中間信號(hào)再進(jìn)行濾波整合，才得到最終輸出信號(hào)。讀數(shù)頭沿著尺身滑動(dòng)時(shí)，輸出信號(hào)的相位將隨其在0度至360度之間變化。
輸出信號(hào)基波頻率為10KHz，峰峰值約為5伏，直流輸出電位約為5伏。在一個(gè)球柵距（如每12.7毫米）內(nèi)，測(cè)量出的位置值都是值。如圖就說(shuō)明了：90度相位差對(duì)應(yīng)的是3.175mm的位移。
2球柵尺的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（1）球柵尺的主要應(yīng)用場(chǎng)所為機(jī)械加工行業(yè)的數(shù)顯、數(shù)控機(jī)床；
（2）球柵尺直接測(cè)量的是直線(xiàn)位移量，但通過(guò)與讀數(shù)頭相連的機(jī)械系統(tǒng)，把直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則球柵尺便可測(cè)量曲線(xiàn)位移量以及完成圓弧自動(dòng)計(jì)算和等分圓自動(dòng)計(jì)算等工作；
（3）將球柵尺直接測(cè)得的位移量轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)體積量的方法，用于新一代流量校準(zhǔn)裝置，是球柵尺應(yīng)用領(lǐng)域的新開(kāi)拓；
（4）由于球柵尺可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量線(xiàn)位移，若配以適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)軟、硬件，便可以測(cè)量線(xiàn)速度和線(xiàn)加速度；
（5）其他需要?jiǎng)討B(tài)位移測(cè)量的場(chǎng)所，如研究氣體膨脹和氣體化學(xué)反應(yīng)，可用球柵尺實(shí)時(shí)測(cè)量位移量，并轉(zhuǎn)換為氣體的體積變化量。
