光柵尺作為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量基準(zhǔn)，光柵尺的膨脹系數(shù)及其誤差起著重要的影響。制造光柵尺的材料通常為：金屬、玻璃或玻璃陶瓷。這些材料的膨脹系數(shù)可在資料中查閱。但是，不同的資料所給出的數(shù)值卻相差很大。

　　光柵尺要作為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)膨脹誤差補(bǔ)償計(jì)算的基礎(chǔ)，這些數(shù)據(jù)的用處非常有限。如下面針對(duì)“鋼”所作的例子所示，當(dāng)計(jì)算所采用的膨脹系數(shù)不準(zhǔn)確時(shí)，僅僅幾度的溫度變化就會(huì)造成數(shù)微米的測(cè)量誤差。通常都在已知、精確定義的環(huán)境中工作。此時(shí)測(cè)量機(jī)的性能很大程度上由所使用的光柵尺的信號(hào)質(zhì)量和精度決定。那么改如何選擇合適的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)光柵尺呢？

   推薦的是：玻璃陶瓷光柵尺   德國(guó)蔡司品牌

   德國(guó)蔡司三坐標(biāo)都采用玻璃陶瓷光柵尺，高精度的代表。

     玻璃陶瓷（微晶玻璃），一種頂級(jí)的高科技材料，具有玻璃與陶瓷的雙重特性，其獨(dú)到的不受溫度影響的物理特性，可運(yùn)用于天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡及副鏡上，提供優(yōu)異的熱平衡適應(yīng)性能，更因其物理性質(zhì)穩(wěn)定可加工出極佳的光學(xué)表面。

天文裝備 來源：肖特科技

除此之外，該材料亦應(yīng)用于與芯片集成電路納米級(jí)生產(chǎn)相關(guān)的步進(jìn)掃描光刻機(jī)及蔡司三坐標(biāo)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等領(lǐng)域所需的直線光柵尺基體材料。

步進(jìn)掃描光刻技術(shù) 來源：蔡司

直線光柵尺，作為測(cè)量系統(tǒng)是蔡司三坐標(biāo)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的重要組成部分，于設(shè)計(jì)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)時(shí)，選擇適合的光柵尺基體材料，對(duì)于提升測(cè)量機(jī)長(zhǎng)期的精度穩(wěn)定性及性能非常關(guān)鍵。

            蔡司三坐標(biāo)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三軸配備光柵尺（圖示31\41\51）來源：蔡司

熱脹冷縮為材料的常規(guī)物理特性，20℃為當(dāng)前國(guó)際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的基準(zhǔn)溫度，偏離該溫度將導(dǎo)致材料長(zhǎng)度的變化，而計(jì)量實(shí)驗(yàn)室日常使用時(shí)難以長(zhǎng)期保證20℃的理想條件，因此，光柵材料的熱膨脹系數(shù)CTE不可忽略，

玻璃陶瓷光柵尺有效消除測(cè)量誤差的影響，即便于較大溫度范圍條件下，線性熱膨脹系數(shù)CTE仍最大化接近于零，其優(yōu)點(diǎn)在于：

無需進(jìn)行溫度補(bǔ)償

無需溫度傳感器，更小化誤差

光柵尺熱膨脹系數(shù)的測(cè)量不確定度及溫度測(cè)量誤差是系統(tǒng)測(cè)量誤差的重要來源，以500mm光柵尺為例, 22℃條件下（詳看下圖），鋼基體光柵尺熱膨脹系數(shù)的不確定度（紫）達(dá)0.5um,溫度測(cè)量誤差（綠）亦達(dá)0.58um,兩者的綜合影響不可消除及忽略，采用ZERODUR玻璃陶瓷基體直線光柵尺，熱膨脹系數(shù)的不確定度小至0.05um,由于其熱膨脹系數(shù)為零，更無需額外的溫度量測(cè)及補(bǔ)償，長(zhǎng)期精度精確及穩(wěn)定性更佳。

光柵尺基體材料誤差比對(duì) 來源：國(guó)外資料

因此，蔡司三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的性能很大程度取決于直線光柵尺的熱膨脹系數(shù)，是決定精度的關(guān)鍵要素之一，玻璃陶瓷光柵尺已于高精度橋式測(cè)量機(jī)產(chǎn)業(yè)中得以廣泛應(yīng)用，其長(zhǎng)久耐用性亦得到業(yè)界的一致認(rèn)可。